JP2019004186A - Semiconductor device and method for manufacturing the same, imaging apparatus, and electronic camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法、撮像装置、並びに電子カメラに関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device, a manufacturing method thereof, an imaging device, and an electronic camera.
下記特許文献1の図10には、(1)半導体素子が形成されたシリコンウェハ上に、アルミパッドを開口するようにパッシベーション膜が形成され、(2)UBM(Under Bump Metal)材料がスパッタ成膜され、(3)バンプを形成するための逆パターン(レジスト)が形成され、(4)金めっきによりバンプが形成され、(5)レジストとUBM材料の不要な部分が除去されることによって製造された、半導体装置及びその製造方法が開示されている。
In FIG. 10 of the following
しかしながら、前記従来の半導体装置では、前記バンプのサイズを小さくすることができなかった。その理由等については、後に、比較例の説明において詳述する。 However, in the conventional semiconductor device, the size of the bump cannot be reduced. The reason for this will be described later in the description of the comparative example.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、バンプのサイズを小さくすることができる半導体装置及びその製造方法、並びに、前記半導体装置を用いた撮像装置及び電子カメラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a semiconductor device capable of reducing the size of a bump, a manufacturing method thereof, and an imaging device and an electronic camera using the semiconductor device. Objective.
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第1の態様による半導体装置は、基板と、前記基板上に形成された電極と、前記電極に対応した開口部を有し前記電極の周縁部及び前記基板を覆う保護膜と、前記開口部内に設けられた第1の導電膜と、前記第1の導電膜上に設けられた第2の導電膜と、前記第2の導電膜上に設けられたバンプと、を備えたものである。 The following aspects are presented as means for solving the problems. A semiconductor device according to a first aspect includes a substrate, an electrode formed on the substrate, a protective film having an opening corresponding to the electrode and covering a peripheral portion of the electrode and the substrate, and the opening. A first conductive film provided; a second conductive film provided on the first conductive film; and a bump provided on the second conductive film.
第2の態様による半導体装置は、前記第1の態様において、前記第1の導電膜を構成する少なくとも最上の材料は、前記第2の導電膜を構成する材料に比べて、エッチング液に対する耐性が高いものである。 In a semiconductor device according to a second aspect, in the first aspect, at least the uppermost material constituting the first conductive film is more resistant to an etchant than the material constituting the second conductive film. It is expensive.
第3の態様による半導体装置は、前記第1又は第2の態様において、前記第1の導電膜を構成する少なくとも最上の材料はAuであるものである。 The semiconductor device according to a third aspect is the semiconductor device according to the first or second aspect, wherein at least the uppermost material constituting the first conductive film is Au.
第4の態様による半導体装置は、前記第1乃至第3のいずれかの態様において、前記電極はAlからなり、前記第1の導電膜は、Ni層を前記電極の側としたAu/Ni積層膜であり、前記第2の導電膜は、TiW層を前記第1の導電膜の側としたAu/TiW積層膜、又はAu単層膜であり、前記バンプはAuからなるものである。 The semiconductor device according to a fourth aspect is the Au / Ni stack according to any one of the first to third aspects, wherein the electrode is made of Al, and the first conductive film is an Au / Ni stacked layer with the Ni layer on the electrode side. The second conductive film is an Au / TiW laminated film having a TiW layer on the side of the first conductive film or an Au single layer film, and the bump is made of Au.
第5の態様による半導体装置は、前記第1又は第2の態様において、前記電極はAl又はCuからなり、前記第1の導電膜は、Ni層を前記電極の側としたAu/Ni積層膜、Ni層を前記電極の側としたAu/Pd/Ni積層膜、Ni層を前記電極の側としたSnAg/Ni積層膜、又はCu単層膜であり、前記第2の導電膜は、TiW層を前記第1の導電膜の側としたAu/TiW積層膜、Au単層膜、Ti単層膜、W単層膜、又はPd単層膜であり、前記バンプはAu、Ni、Cu、Sn、SnAgのいずれかからなるものである。 In a semiconductor device according to a fifth aspect, in the first or second aspect, the electrode is made of Al or Cu, and the first conductive film is an Au / Ni laminated film having a Ni layer on the electrode side. , An Au / Pd / Ni multilayer film with the Ni layer as the electrode side, a SnAg / Ni multilayer film with the Ni layer as the electrode side, or a Cu single layer film, and the second conductive film is TiW An Au / TiW multilayer film, an Au single layer film, a Ti single layer film, a W single layer film, or a Pd single layer film with the layer on the side of the first conductive film, and the bumps are Au, Ni, Cu, It consists of either Sn or SnAg.
第6の態様による半導体装置は、前記第1乃至第5のいずれかの態様において、前記基板は撮像領域を有するものである。 The semiconductor device according to a sixth aspect is the semiconductor device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the substrate has an imaging region.
第7の態様による半導体装置の製造方法は、基板上に電極が形成され、前記電極に対応した開口部を有する保護膜が前記電極の周縁部及び前記基板を覆うように形成された前記基板を、用意する段階と、前記開口部内に第1の導電膜を形成する段階と、前記第1の導電膜及び前記保護膜を覆うように第2の導電膜を形成する段階と、前記第2の導電膜上において前記開口部に対応する位置にバンプを形成する段階と、前記保護膜上の前記第2の導電膜を除去して前記第2の導電膜をパターニングする段階と、を備えたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an electrode on a substrate; and forming the substrate having a protective film having an opening corresponding to the electrode so as to cover a peripheral portion of the electrode and the substrate. Preparing, forming a first conductive film in the opening, forming a second conductive film so as to cover the first conductive film and the protective film, and the second Forming a bump on the conductive film at a position corresponding to the opening; and removing the second conductive film on the protective film and patterning the second conductive film. It is.
第8の態様による半導体装置の製造方法は、前記第7の態様において、前記第1の導電膜を形成する前記段階は、無電解めっき法により前記開口部内に前記第1の導電膜を形成する段階を含み、前記バンプを形成する前記段階は、前記第2の導電膜を電極として電気めっき法により前記バンプとなるべき材料を前記第2の導電膜上に形成する段階を含み、前記第2の導電膜をパターニングする段階は、前記第2の導電膜をウエットエッチングする段階を含むものである。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to an eighth aspect, in the seventh aspect, in the step of forming the first conductive film, the first conductive film is formed in the opening by electroless plating. The step of forming the bump includes the step of forming a material to be the bump on the second conductive film by electroplating using the second conductive film as an electrode. The step of patterning the conductive film includes a step of wet-etching the second conductive film.
第9の態様による撮像装置は、第1乃至第5のいずれかの態様による半導体装置と、前記半導体装置と前記バンプを介して接合された前記半導体装置とは別の半導体装置と、を備え、これらの半導体装置のうちの1つの半導体装置は撮像領域を有し、これらの半導体装置を収容し前記撮像領域に対応する箇所に透光性を有する部材を有するパッケージを更に備えたものである。 An imaging device according to a ninth aspect includes the semiconductor device according to any one of the first to fifth aspects, and a semiconductor device different from the semiconductor device joined to the semiconductor device via the bump, One of these semiconductor devices has an imaging region, and further includes a package that contains these semiconductor devices and has a light-transmitting member at a location corresponding to the imaging region.
第10の態様による電子カメラは、前記第1乃至第6のいずれかの態様による半導体装置又は前記第9の態様による撮像装置を備えたものである。 An electronic camera according to a tenth aspect includes the semiconductor device according to any one of the first to sixth aspects or the imaging device according to the ninth aspect.
本発明によれば、バンプのサイズを小さくすることができる半導体装置及びその製造方法、並びに、前記半導体装置を用いた撮像装置及び電子カメラを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor device which can reduce the size of bump, its manufacturing method, an imaging device and electronic camera using the said semiconductor device can be provided.
以下、本発明による半導体装置及びその製造方法、撮像装置、並びに電子カメラについて、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a semiconductor device, a manufacturing method thereof, an imaging device, and an electronic camera according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態] [First Embodiment]
図1は、本発明の第1の実施の形態による半導体装置1を模式的に示す概略断面図である。図1は、特に、2つのバンプ17の付近を示している。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a
本実施の形態による半導体装置1は、基板としての半導体基板11と、電極としてのパッド電極12と、絶縁膜13と、保護膜14と、第1の導電膜15と、第2の導電膜16と、バンプ17とを有しており、半導体チップとして構成されている。
The
半導体基板11として、例えば、図示しない所定の素子や回路等が形成されたシリコン基板等を用いることができる。なお、本発明では、半導体基板11に代えて他の基板を用いてもよい。
As the
本実施の形態では、パッド電極12は、半導体基板11の一方の主面上に、シリコン酸化膜等の絶縁膜13を介して複数形成されている。パッド電極12は、図示しない配線層と連続して形成されている。パッド電極12は、例えば、Al又はCuで構成することができる。本実施の形態では、絶縁膜13は複数層(図示せず)からなり、絶縁膜13におけるパッド電極12が設けられている箇所の層数よりも他の箇所の層数が多くされている。これにより、絶縁膜13におけるパッド電極12が設けられていない箇所の上面の高さがパッド電極12の上面の高さと同一になっている。もっとも、絶縁膜13の全ての箇所の上面の高さをパッド電極12の下面の高さと同一にしてもよい。この場合、保護膜14は、絶縁膜13上からパッド電極12の周縁部に乗り上がるように形成される。必要に応じて、絶縁膜13中には、配線層等(図示せず)が形成される。
In the present embodiment, a plurality of
保護膜14は、パッド電極12に対応した開口部14aを有し、パッド電極12の周縁部及び半導体基板11を覆っている。本実施の形態では、保護膜14は、絶縁膜13を介して半導体基板11を覆っている。保護膜14としては、例えば、シリコン窒化膜を用いることができる。保護膜14の厚さは、例えば、1μm程度にすることができる。
The
第1の導電膜15は、開口部14a内に形成されている。第2の導電膜16は、第1の導電膜15上に形成されている。第1の導電膜15は、単層膜でもよいし、複数層からなる積層膜でもよい。第2の導電膜16も、単層膜でもよいし、複数層からなる積層膜でもよい。第1の導電膜15を構成する少なくとも最上の材料は、第2の導電膜16を構成する材料に比べてエッチング液に対する耐性が高いことが好ましく、特に、第2の導電膜16を構成する材料をエッチングするエッチング液で実質的にエッチングされない材料であることが好ましく、具体的には、例えばAuであることが好ましい。
The first
バンプ17は、第2の導電膜16上に形成されている。図1において、バンプ17の幅をLで示している。バンプ17は、例えば、Au、Ni、Cu、Sn又はSnAgで構成することができる。
The
パッド電極12がAl又はCuからなるとともに、バンプ17がAu、Ni、Cu、Sn又はSnAgからなる場合、第1の導電膜15を構成する少なくとも最上の材料は第2の導電膜16を構成する材料に比べてエッチング液に対する耐性が高いことという条件を満たすとともに、各材料間の密着性を高めるためには、第1及び第2の導電膜15,16は次のように構成することが好ましい。すなわち、第1の導電膜15は、Ni層をパッド電極12の側としたAu/Ni積層膜、Ni層をパッド電極12の側としたAu/Pd/Ni積層膜、Ni層をパッド電極12の側としたSnAg/Ni積層膜、又はCu単層膜であり、第2の導電膜16は、TiW層を第1の導電膜15の側としたAu/TiW積層膜、Au単層膜、Ti単層膜、W単層膜、又はPd単層膜であることが好ましい。
When the
特に、パッド電極12がAlからなるとともに、バンプ17がAuからなる場合、第1の導電膜15は、Ni層をパッド電極12の側としたAu/Ni積層膜であり、第2の導電膜16は、TiW層を第1の導電膜15の側としたAu/TiW積層膜、又はAu単層膜であることが好ましい。
In particular, when the
例えば、パッド電極12の厚みは0.5μm〜1.5μm、第1の導電膜15の厚みは0.5μm〜1.5μm、第2の導電膜16の厚みは0.1μm〜0.5μm、バンプの厚みは5μm〜15μmとすることができる。
For example, the thickness of the
次に、図1に示す半導体装置1の製造方法の一例について、図2を参照して説明する。図2は、その製造方法の各工程を模式的に示す概略断面図であり、図1に対応している。
Next, an example of a method for manufacturing the
まず、図示しない所定の素子や回路等が形成された半導体基板11上にパッド電極12が形成され、パッド電極12に対応した開口部14aを有する保護膜14がパッド電極12の周縁部及び半導体基板11を覆うように形成された半導体基板11を、用意する(図2(a))。開口部14aからパッド電極12が露出している。このような半導体基板11は、公知の半導体製造工程を利用することによって用意することができる。このとき、半導体基板11は、例えば、個片化される前の半導体ウエハとして用意される。
First, a
次に、保護膜14の開口部14a内に第1の導電膜15を形成する。第1の導電膜15は、ほぼ開口部14a内にのみ形成することが好ましい。第1の導電膜15をほぼ開口部14a内にのみ形成する手法としては、例えば無電解めっき法を用いることができる。第1の導電膜15の膜厚は、保護膜14の膜厚と同程度とすることが好ましい。例えば、第1の導電膜15の膜厚は、保護膜14の膜厚の±30%以内とすることが好ましく、保護膜14の膜厚の±20%以内とすることがより好ましく、保護膜14の膜厚の±10%以内とすることがより一層好ましい。これは、第1の導電膜15の膜厚が薄すぎるとパッド電極12表面の被覆率が不安定になり、また、第1の導電膜15の膜厚が保護膜14の膜厚よりも大き過ぎると第1の導電膜15が開口部14aの外側にも広がってサイズが大きくなってしまうためである。
Next, the first
なお、無電解めっき法を用いる代わりに、例えば、第1の導電膜15となるべき材料を図2(a)に示す状態の半導体ウエハの上面全体に形成した後に、CMPによりその材料を開口部14a内のみに残すことによって、第1の導電膜15を開口部14a内にのみ形成してもよい。もっとも、よりコスト低減を図るためには、CMPを利用するよりも無電解めっき法を利用して第1の導電膜15を形成することが好ましい。
Instead of using the electroless plating method, for example, after the material to be the first
次いで、スパッタ等により、第2の導電膜16を図2(b)に示す状態の半導体ウエハの上面全体に形成する(図2(c))。すなわち、第2の導電膜16が散在する複数の第1の導電膜15上に連続して渡って、第1の導電膜15及び保護膜14を覆うように、第2の導電膜16を形成する。
Next, the second
引き続いて、第2の導電膜16上において開口部14aに対応する位置にバンプ17を形成する。本例では、具体的には、レジスト18を図2(c)に示す状態の半導体ウエハの上面全体に塗布した後に、バンプ17が形成される部位(開口部14aに対応する部位)のレジスト18を除去し、第2の導電膜16を電極として電気めっき法によりバンプ17となるべき材料を第2の導電膜16上に形成することによって、バンプ17を形成する(図2(d))。
Subsequently, bumps 17 are formed on the second
その後、レジスト18を除去し、これにより露出された第2の導電膜16を、エッチング液を用いてウエットエッチングにより選択的に除去して、第2の導電膜16をパターニングする。最後に、この状態の半導体ウエハをダイシングにより個片化することによって、図1に示す半導体装置1が完成する。
Thereafter, the resist 18 is removed, and the second
図3は、本実施の形態による半導体装置1と比較される比較例による半導体装置101を模式的に示す概略断面図であり、図1に対応している。この比較例による半導体装置101は、前記従来の半導体装置と同様である。図3において、図1中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing a
この比較例による半導体装置101が本実施の形態による半導体装置1と異なる所は、パッド電極12とバンプ17との間には第1及び第2の導電膜15,16に代えて導電膜116が形成され、導電膜116が保護膜14の開口部14a内から保護膜14の開口部14aの周囲の部分の上に乗り上がるように形成され、バンプ17が導電膜116上に形成されている点である。図3において、L1は保護膜14の開口部14aの幅、L2は導電膜116が保護膜14上に乗り上がっている部分(乗り上がり部分)の幅を示している。バンプ17の幅Lは、L1+2×L2となっている。
The
導電膜116は、Ti単層膜やW単層膜またはAu/TiW等の積層膜で構成され、通常UBM(Under Bump Metal)と呼ばれる。導電膜116の厚みは、保護膜14の厚みに比べて格段に薄くされている。
The
次に、図3に示す比較例による半導体装置101の製造方法について、図4を参照して説明する。図4は、その製造方法の各工程を模式的に示す概略断面図であり、図3に対応している。
Next, a method for manufacturing the
まず、所定の素子や回路等が形成された半導体基板11上にパッド電極12が形成され、パッド電極12に対応した開口部14aを有する保護膜14がパッド電極12の周縁部及び半導体基板11を覆うように形成された半導体基板11を、用意する(図4(a))。開口部14aからパッド電極12が露出している。このとき、半導体基板11は、個片化される前の半導体ウエハとして用意される。
First, a
次に、スパッタ等により、導電膜116を図4(a)に示す状態の半導体ウエハの上面全体に形成する(図4(b))。
Next, the
引き続いて、レジスト118を図4(b)に示す状態の半導体ウエハの上面全体に塗布した後に、バンプ17が形成される部位(ここでは、図3中の幅Lに対応する部位)のレジスト118を除去し、導電膜116を電極として電気めっき法によりバンプ17となるべき材料を導電膜116上に形成することによって、バンプ17を形成する(図4(c))。
Subsequently, after applying the resist 118 to the entire top surface of the semiconductor wafer in the state shown in FIG. 4B, the resist 118 at a portion where the
その後、レジスト118を除去し、これにより露出された導電膜116を、エッチング液を用いてウエットエッチングにより選択的に除去して、導電膜116をパターニングする。最後に、この状態の半導体ウエハをダイシングにより個片化することによって、図3に示す比較例による半導体装置101が完成する。
Thereafter, the resist 118 is removed, and the
この比較例による半導体装置101では、バンプ17のサイズ(幅L)を小さくすることができない。これは、この比較例では、バンプ17の幅Lには、パッド電極12との接続領域(保護膜14の開口部14a)の幅L1に加えて、その周囲に、バンプ17と保護膜14とのオーバーラップ領域(導電膜116の保護膜14上への乗り上がり部分に相当)の幅L2が必要であり、L=L1+2×L2となり、しかも、幅L2を十分に小さくすることはできないからである。幅L2を十分に小さくすることができない理由は、図4(c)に示す状態の半導体ウエハからレジスト118を除去した後に導電膜116をエッチングする際に、パッド電極12の一部が露出し、この露出した部分がエッチング消失されることで接続不良が発生することを防ぐためである。そのため、幅L2は、レジスト118のパターニング時の位置合わせずれと導電膜116のエッチング時のサイズ縮小(オーバーエッチングによる)とを含めて決定する必要があるので、幅L2をさほど小さくすることができないのである。通常、幅L1及び幅L2の幅はそれぞれ4um〜5um程度は必要なため、バンプ17の幅Lとしては12um〜15um程度が下限となる。
In the
これに対し、本実施の形態では、保護膜14の開口部14aに露出するパッド電極12の部位が第1の導電膜15により被覆されている。このため、第2の導電膜16をエッチングする際にパッド電極12がエッチングされて消失する問題が生じ難くなる。第1の導電膜15を構成する少なくとも最上の材料が、第2の導電膜16を構成する材料に比べてエッチング液に対する耐性が高い場合には、第2の導電膜16をエッチングする際にパッド電極12がエッチングされて消失する問題がより一層生じ難くなる。特に、第1の導電膜15を構成する少なくとも最上の材料が、第2の導電膜16を構成する材料をエッチングするエッチング液で実質的にエッチングされない材料(例えば、Au)である場合には、第2の導電膜16をエッチングする際にパッド電極12がエッチングされて消失する問題が生じなくなる。
In contrast, in the present embodiment, the portion of the
したがって、本実施の形態によれば、前記比較例による半導体装置101と同様にバンプ17と保護膜14とのオーバーラップ領域を必要とする場合であっても、その幅L2を前記比較例による半導体装置101と比べて小さくすることができるか、あるいは、前記比較例による半導体装置101で必要であったバンプ17と保護膜14とのオーバーラップ領域が不要となってL2=0にすることができる。このため、本実施の形態によれば、前記比較例に比べて、バンプ17のサイズ(幅L)を小さくすることができる。特に、バンプ17と保護膜14とのオーバーラップ領域が不要となってL2=0にすることができる場合には、バンプ17のサイズ(幅L)は、図2(d)におけるレジスト18の加工精度のみで決定することができる。この場合、具体的には、例えば、バンプ17のサイズ(幅L)を4μm〜5um程度まで小さくすることが可能であり、前記比較例での下限値12um〜15um程度に比べて大幅に小さくすることができる。
Therefore, according to the present embodiment, even when the overlap region between the
なお、図1及び図2は、バンプ17の幅Lと保護膜14の開口部14aの幅とが同一であるとともに、バンプ17の幅方向の中心位置と保護膜14の開口部14aの幅方向の中心位置とが一致している例を示している。もっとも、本発明では、これに限らず、例えばレジスト18の加工精度等に応じて種々に異なってもよい。具体的には、例えば、バンプ17の幅Lと保護膜14の開口部14aの幅とが同一であり、両中心位置がずれていてもよい。また、例えば、バンプ17の幅Lと保護膜14の開口部14aの幅とが異なっていてもよく、この場合、両中心位置が一致していても一致していなくてもよい。
1 and 2, the width L of the
このように、本実施の形態によれば、バンプ17のサイズ(幅L)を小さくすることができる。したがって、本実施の形態によれば、バンプ17の配置密度を高めることができ、ひいては、半導体装置101の高密度化や小型化などを図ることができる。
Thus, according to the present embodiment, the size (width L) of the
図5は、図1に示す半導体装置1及びこれと接合される別の半導体装置21を模式的に示す概略断面図である。図5に示す例では、半導体装置21は、半導体装置1の半導体基板11、パッド電極12、絶縁膜13、保護膜14、開口部14a及び第1の導電膜15にそれぞれ相当する、半導体基板31、パッド電極32、絶縁膜33、保護膜34、開口部34a及び導電膜35を有しており、半導体チップとして構成されている。ここでは、それらの重複する説明は省略する。なお、例えば、導電膜35の材料は第1の導電膜15の材料と同じでもよいし異なっていてもよい。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing the
半導体装置1のバンプ17と半導体装置21の導電膜35とが接合され、これにより、半導体装置1と半導体装置21とがバンプ17を介して接合される。なお、半導体装置1に搭載される素子や回路は、半導体装置1に搭載される素子や回路と異なってもよいし、場合によっては同一でもよい。また、図1に示す半導体装置1がバンプ17を介して接合される相手側は、必ずしも半導体基板を有する半導体装置に限らず、プリント配線基板などの基板装置でもよい。
The
図6は、図1に示す半導体装置1及びこれと接合される更に別の半導体装置41を模式的に示す概略断面図である。図6に示す例では、半導体装置41は、半導体装置1の半導体基板11、パッド電極12、絶縁膜13、保護膜14、開口部14a、第1の導電膜15、第2の導電膜16及びバンプ17にそれぞれ相当する、半導体基板51、パッド電極52、絶縁膜53、保護膜54、開口部54a、第1の導電膜55、第2の導電膜56及びバンプ57を有しており、半導体チップとして構成されている。ここでは、それらの重複する説明は省略する。半導体装置1のバンプ17と半導体装置41のバンプ57とが接合され、これにより、半導体装置1と半導体装置41とがバンプ17を介して接合される。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view schematically showing the
図5に示す例では、接合される一方の半導体装置1にのみバンプ17が設けられているのに対し、図6に示す例では、接合される両方の半導体装置1,41にバンプ17,57が設けられている。したがって、図6に示す例では、図5に示す例に比べて接合される2つの半導体装置間の距離を広げることができる。図5に示す例では、バンプ17のサイズ縮小に伴いバンプ17の高さが低くなる結果、半導体装置1,21間の距離が不足する場合がある。このような場合には、図6に示す例が適している。
In the example shown in FIG. 5, the
[第2の実施の形態] [Second Embodiment]
図7は、本発明の第2の実施の形態による撮像装置61を模式的に示す概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view schematically showing an
本実施の形態による撮像装置61は、半導体チップとして構成され撮像領域(受光領域)71aを有する半導体装置71と、それぞれ半導体チップとして構成された2つの半導体装置72と、2つのフレキシブルプリント基板73と、これらのフレキシブルプリント基板73の一部、半導体装置71及び2つの半導体装置72を内部の気密空間内に収容したパッケージ81とを備えている。
The
半導体装置71は、チップとして構成されたCMOS、CCD等のイメージセンサであり、撮像領域71aには複数の画素(図示せず)が2次元状に配置されている。半導体装置71は、後述する透光性部材84を介して撮像領域71aに入射した入射光を光電変換して、画像信号を出力する。本実施の形態では、半導体装置71には、前記画素を駆動して画像信号を読み出す読み出し回路(図示せず)も搭載されている。
The
半導体装置71で得られた画像信号は、2つの半導体装置72及び2つのフレキシブルプリント基板73を経由して取り出される。半導体装置71と2つの半導体装置72との間はバンプ74によって接続され、各半導体装置72と各フレキシブルプリント基板73との間はバンプ75によって接続されている。
An image signal obtained by the
本実施の形態では、一方の半導体装置72には、半導体装置71から出力される一部の画像信号に対してAD変換等の処理を行う処理回路が搭載され、他方の半導体装置72には、半導体装置71から出力される残りの画像信号に対してAD変換等の処理を行う処理回路が搭載されている。各半導体装置72から出力される出力信号は、各フレキシブルプリント基板73を介して、外部へ出力されるようになっている。
In the present embodiment, one
本実施の形態では、パッケージ81は、半導体装置71の撮像領域71aとは反対側の面が接着剤等により固着された後側部材82と、入射光を撮像領域71aに導入するための開口部83aを有する前側部材83と、開口部83aを閉塞するように設けられたガラス板等の透光性部材84とを有している。フレキシブルプリント基板73は、後側部材82と前側部材83との間を通って、パッケージの内部から外部へ導出されている。後側部材82と前側部材83との間、後側部材82とフレキシブルプリント基板73との間、前側部材83とフレキシブルプリント基板73との間は、接着剤等により接着されて、パッケージの内部空間が気密に保たれている。なお、後側部材82及び前側部材83の材質は、特に限定されず、例えば、セラミックや金属などでもよい。それらの材質(特に後側部材82の材質)として金属を用いると、放熱性が高まる。
In the present embodiment, the
なお、パッケージ81を取り除き、ガラス板等の透光性部材を撮像領域71aを覆うとともに撮像領域71aから間隔をあけるように配置して、その透光性部材の周辺部をスペーサ等を介して半導体装置71における撮像領域71aの周囲に接着剤等で気密に固定してもよい。この場合、パッケージレスの撮像装置が実現される。
The
そして、本実施の形態では、半導体装置71が図5中の半導体装置1と同様に構成され、各半導体装置72が図5中の半導体装置21と同様に構成され、図7中のバンプ74が、図5中の半導体装置1のバンプ17に相当している。逆に、半導体装置71を図5中の半導体装置21と同様に構成し、各半導体装置72を図5中の半導体装置1と同様に構成してもよい。また、半導体装置71を図6中の半導体装置1と同様に構成し、各半導体装置72を図6中の半導体装置41と同様に構成してもよい。この場合、図7中のバンプ74が、図6中の半導体装置1のバンプ17と半導体装置41のバンプ57とを合わせたものに相当するものとなる。
In the present embodiment, the
本実施の形態によれば、前記第1の実施の形態と同様に、バンプ74のサイズ(幅)を小さくすることができる。画素サイズはますます縮小される傾向にあり、画素からの信号を並列に出力する信号線の間隔も同様に縮小することが要求される。本実施の形態による撮像装置61では、小さなバンプ74を多数並列に配置して接続できるため、画素サイズが縮小された場合でも、高速の撮像装置を提供することができる。
According to the present embodiment, the size (width) of the
[第3の実施の形態] [Third Embodiment]
図4は、本発明の第3の実施の形態による電子カメラ200を模式的に示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing an
本実施の形態による電子カメラ200のボディ201内には、前記第2の実施の形態による撮像装置61が組み込まれている。本実施の形態による電子カメラ200は、一眼レフレックス型の電子スチルカメラとして構成されているが、前記第2の実施の形態による撮像装置61は、他の電子スチルカメラやビデオカメラや携帯電話機に搭載されたカメラ等の種々の電子カメラに組み込んでもよい。
The
本実施の形態による電子カメラ200では、ボディ201には交換式の撮影レンズ202が装着されている。撮影レンズ202を通過した被写体光はクイックリターンミラー203で上方に反射されてスクリーン204上に結像する。スクリーン204に結像した被写体像はペンタダハプリズム205から接眼レンズ206を通してファインダ観察窓207から観察される。クイックリターンミラー203は図示しないレリーズ釦が全押しされると上方に跳ね上がり、撮影レンズ202からの被写体像が前述した撮像装置61に入射する。
In
撮像装置61が、ブラケット(図示せず)及び位置調整機構(図示せず)等を介してボディ201に取り付けられることで、撮像装置61がボディ201内に位置決めして固定されている。
The
本実施の形態によれば、前記第2の実施の形態による撮像装置61が用いられているので、高速撮像を実現することができる。
According to the present embodiment, since the
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明による半導体装置は、撮像装置に用いることができるのみならず、他の種々の用途にも用いることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. For example, the semiconductor device according to the present invention can be used not only for an imaging apparatus but also for various other purposes.
1 半導体装置
11 半導体基板
12 パッド電極
14 保護膜
14a 開口部
15 第1の導電膜
16 第2の導電膜
17 バンプ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記基板上に形成された電極と、
前記電極に対応した開口部を有し前記電極の周縁部及び前記基板を覆う保護膜と、
前記開口部内に設けられた第1の導電膜と、
前記第1の導電膜上に設けられた第2の導電膜と、
前記第2の導電膜上に設けられたバンプと、
を備えた半導体装置。 A substrate,
An electrode formed on the substrate;
A protective film having an opening corresponding to the electrode and covering the peripheral edge of the electrode and the substrate;
A first conductive film provided in the opening;
A second conductive film provided on the first conductive film;
Bumps provided on the second conductive film;
A semiconductor device comprising:
前記第1の導電膜は、Ni層を前記電極の側としたAu/Ni積層膜であり、
前記第2の導電膜は、TiW層を前記第1の導電膜の側としたAu/TiW積層膜、又はAu単層膜であり、
前記バンプはAuからなる請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置。 The electrode is made of Al,
The first conductive film is an Au / Ni laminated film with a Ni layer on the electrode side,
The second conductive film is an Au / TiW laminated film having a TiW layer on the side of the first conductive film, or an Au single layer film,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the bump is made of Au.
前記第1の導電膜は、Ni層を前記電極の側としたAu/Ni積層膜、Ni層を前記電極の側としたAu/Pd/Ni積層膜、Ni層を前記電極の側としたSnAg/Ni積層膜、又はCu単層膜であり、
前記第2の導電膜は、TiW層を前記第1の導電膜の側としたAu/TiW積層膜、Au単層膜、Ti単層膜、W単層膜、又はPd単層膜であり、
前記バンプはAu、Ni、Cu、Sn、SnAgのいずれかからなる請求項1又は2記載の半導体装置。 The electrode is made of Al or Cu,
The first conductive film includes an Au / Ni laminated film with an Ni layer on the electrode side, an Au / Pd / Ni laminated film with an Ni layer on the electrode side, and a SnAg with an Ni layer on the electrode side. / Ni laminated film or Cu single layer film,
The second conductive film is an Au / TiW multilayer film, an Au single layer film, a Ti single layer film, a W single layer film, or a Pd single layer film with a TiW layer on the side of the first conductive film,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the bump is made of any one of Au, Ni, Cu, Sn, and SnAg.
前記開口部内に第1の導電膜を形成する段階と、
前記第1の導電膜及び前記保護膜を覆うように第2の導電膜を形成する段階と、
前記第2の導電膜上において前記開口部に対応する位置にバンプを形成する段階と、
前記保護膜上の前記第2の導電膜を除去して前記第2の導電膜をパターニングする段階と、
を備えた半導体装置の製造方法。 Preparing the substrate on which an electrode is formed on a substrate and a protective film having an opening corresponding to the electrode is formed so as to cover a peripheral portion of the electrode and the substrate;
Forming a first conductive film in the opening;
Forming a second conductive film so as to cover the first conductive film and the protective film;
Forming a bump on the second conductive film at a position corresponding to the opening;
Removing the second conductive film on the protective film and patterning the second conductive film;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記バンプを形成する前記段階は、前記第2の導電膜を電極として電気めっき法により前記バンプとなるべき材料を前記第2の導電膜上に形成する段階を含み、
前記第2の導電膜をパターニングする段階は、前記第2の導電膜をウエットエッチングする段階を含む、
請求項7記載の半導体装置の製造方法。 Forming the first conductive film includes forming the first conductive film in the opening by an electroless plating method;
The step of forming the bump includes a step of forming a material to be the bump on the second conductive film by electroplating using the second conductive film as an electrode,
Patterning the second conductive film includes wet-etching the second conductive film;
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7.
前記半導体装置と前記バンプを介して接合された前記半導体装置とは別の半導体装置と、
を備え、
これらの半導体装置のうちの1つの半導体装置は撮像領域を有し、
これらの半導体装置を収容し前記撮像領域に対応する箇所に透光性を有する部材を有するパッケージを更に備えた撮像装置。 A semiconductor device according to any one of claims 1 to 5;
A semiconductor device different from the semiconductor device bonded to the semiconductor device via the bump;
With
One of these semiconductor devices has an imaging region,
An imaging apparatus further comprising a package that accommodates these semiconductor devices and has a light-transmitting member at a location corresponding to the imaging area.
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06232136A (en) * | 1993-02-02 | 1994-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrode forming method of semiconductor element |
JPH07297149A (en) * | 1994-04-28 | 1995-11-10 | Toshiba Corp | Semiconductor device and fabrication thereof |
JPH09148331A (en) * | 1995-11-20 | 1997-06-06 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device and method for manufacturing the same |
JP2002151533A (en) * | 2000-11-08 | 2002-05-24 | Citizen Watch Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2003347337A (en) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2005277106A (en) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Tdk Corp | Circuit device and method of manufacturing the same |
US20070281557A1 (en) * | 2006-06-06 | 2007-12-06 | Phoenix Precision Technology Corporation | Method of fabricating circuit board having different electrical connection structures |
JP2008108798A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
JP2009044077A (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Toshiba Corp | Semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device |
JP2012049889A (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Nikon Corp | Imaging apparatus |
US20120280384A1 (en) * | 2011-05-05 | 2012-11-08 | Siliconware Precision Industries Co., Ltd. | Semiconductor structure and fabrication method thereof |
JP2013166998A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | Structure with electroless nickel plating film, semiconductor wafer, and production method thereof |
-
2018
- 2018-10-02 JP JP2018187820A patent/JP2019004186A/en active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06232136A (en) * | 1993-02-02 | 1994-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrode forming method of semiconductor element |
JPH07297149A (en) * | 1994-04-28 | 1995-11-10 | Toshiba Corp | Semiconductor device and fabrication thereof |
JPH09148331A (en) * | 1995-11-20 | 1997-06-06 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device and method for manufacturing the same |
JP2002151533A (en) * | 2000-11-08 | 2002-05-24 | Citizen Watch Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2003347337A (en) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2005277106A (en) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Tdk Corp | Circuit device and method of manufacturing the same |
US20070281557A1 (en) * | 2006-06-06 | 2007-12-06 | Phoenix Precision Technology Corporation | Method of fabricating circuit board having different electrical connection structures |
JP2008108798A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
JP2009044077A (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Toshiba Corp | Semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor device |
JP2012049889A (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Nikon Corp | Imaging apparatus |
US20120280384A1 (en) * | 2011-05-05 | 2012-11-08 | Siliconware Precision Industries Co., Ltd. | Semiconductor structure and fabrication method thereof |
JP2013166998A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | Structure with electroless nickel plating film, semiconductor wafer, and production method thereof |
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