JP3148202B2 - 半導体パッケージ及びその製造方法 - Google Patents

半導体パッケージ及びその製造方法

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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は配線基板(インタポ
ーザ)を使用しないウェハレベルCSP(Chip Size/Sc
ale Package)等の半導体パッケージ及びその製造方法
に関し、特に、容易に製造することができる半導体パッ
ケージ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、半導体装置の小型化が促進されて
おり、これに伴ってそのパッケージの小型化が注目され
ている。例えば、日経マイクロデバイス1998年8月
号及び199年2月号等に種々の半導体パッケージが
提案されている。その中でも、特にCSPとよばれる半
導体パッケージによるウェハレベルCSPは、パッケー
ジの小型化及びコストの低減に高い効果を示す。このC
SPは、ウェハごと樹脂封止されたパッケージである。
図3は従来のCSPの構成を示す断面図である。なお、
図3はプリント基板へ搭載される状態を示しており、以
下の説明では図3とは上下関係が逆になっている。
【0003】従来のCSPにおいては、ウェハ11上に
複数個のAlパッド12が形成されている。また、ウェ
ハ11の全面にAlパッド12を覆うSiN層13及び
ポリイミド層14が形成されている。SiN層13及び
ポリイミド層14には、その表面からAlパッド12ま
で達するビアホールが穿設されている。そして、ビアホ
ール内に導体層15が埋め込まれている。更に、ポリイ
ミド層14上には、導体層15に接続された再配線層1
6が形成されている。再配線層16は、例えばCuから
なる。そして、ポリイミド層14の全面に再配線層16
を覆う封止樹脂層17が設けられている。封止樹脂層1
7の内部には、その表面から再配線層16まで達するメ
タルポストとしてCuポスト18が形成されている。C
uポスト18上には、バリアメタル層19が形成されて
おり、バリアメタル層19上に半田等のソルダボール2
0が形成されている。
【0004】次に、上述のような従来のCSPの製造方
法について説明する。図4(a)乃至(e)は従来のC
SPの製造方法を工程順に示す断面図である。なお、図
4(a)乃至(e)においては、再配線層及びポリイミ
ド層等は省略している。
【0005】先ず、図4(a)に示すように、表面が平
坦なウェハ21を準備する。そして、図4(b)に示す
ように、ウェハ21上に複数個のCuポスト22をメッ
キにより形成する。次いで、図4(c)に示すように、
全てのCuポスト22を覆うように樹脂封止を行い、封
止樹脂層23を形成する。その後、図4(d)に示すよ
うに、封止樹脂層23の表面を研磨することにより、各
Cuポスト22を露出させる。そして、図4(e)に示
すように、Cuポスト22上に半田等のソルダボール2
4を搭載する。
【0006】このようにして、前述のようなCSPが形
成される。このCSPは、その後、所定の大きさにダイ
シングされる。
【0007】一般に、半導体パッケージとプリント基板
等との熱膨張率は相違しているので、熱膨張率の相違に
基づく応力が半導体パッケージの端子に集中する。しか
し、前述のようなCSPにおいては、柱状のCuポスト
22を高く形成することにより、その応力が分散しやす
くなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱膨張
率の相違に基づく応力を分散させるためには、Cuポス
ト等のメタルポストに再配線層から100μm程度の高
さが必要となるが、この高さのメタルポストをメッキに
より形成すると、極めて長い時間が必要となるという問
題点がある。このため、製造コストが高くなる。また、
メタルポストの高さの制御が困難であるという問題点も
ある。
【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、プリント基板等に実装され使用される際に
発生する応力を分散することができると共に、短時間で
製造することができる半導体パッケージ及びその製造方
法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体パッ
ケージは、電極が設けられたウェハを封止する樹脂層
と、この樹脂層を貫通し前記電極に一方の端部が接続さ
れたポストと、このポストの他方の端部に接続されたバ
ンプと、を有する半導体パッケージにおいて、前記ポス
トは、前記電極に接続された第1の導電層と、この第1
の導電層上に形成された樹脂層と、この樹脂層上に貼り
付けられた箔を有する第2の導電層と、前記樹脂層の側
面に形成され前記第1及び第2の導電層を相互に接続す
る第3の導電層と、を有することを特徴とする。
【0011】本発明においては、ポストに第1及び第2
の導電層に挟まれた樹脂層が設けられているので、この
ポストに応力が発生した場合、主に樹脂層によってその
応力が分散される。このため、ポストに厚いメッキ層は
必要ではなくなるので、製造工程が短縮される。また、
ポストの高さは樹脂層及び第2の導電層に設けられる箔
の高さによって制御することが可能であるので、容易で
ある。
【0012】本発明に係る半導体パッケージの製造方法
は、電極が設けられたウェハ上に前記電極に接続された
第1の導電層を形成する工程と、一方の面に第2の導電
層が貼り付けられた半硬化状態の樹脂フィルムを前記ウ
ェハの前記第1の導電層が形成された側の面上に貼り付
ける工程と、前記樹脂フィルムを硬化させる工程と、前
記第2の導電層をエッチングすることにより前記第1の
導電層の面積よりも小さい面積の前記第2の導電層を前
記第1の導電層上に残存させる工程と、残存した前記第
2の導電層をマスクとして前記樹脂層をエッチングする
工程と、前記樹脂層の側面に前記第1及び第2の導電層
を相互に接続する第3の導電層を形成する工程と、前記
第3の導電層上にバンプを形成する工程と、を有するこ
とを特徴とする。
【0013】なお、前記樹脂層をエッチングする工程
は、レーザを使用して前記樹脂層をエッチングする工程
であってもよい。レーザを使用してエッチングした場
合、残存する樹脂層の側面がその表面に対して傾斜した
ものとなり、その後に第3の導電層を形成することが容
易になる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る半導
体パッケージの製造方法について、添付の図面を参照し
て具体的に説明する。図1(a)及び(b)並びに図2
(a)乃至(c)は本発明の実施例に係る半導体パッケ
ージの製造方法を工程順に示す断面図である。
【0015】本実施例においては、先ず、図1(a)に
示すように、Siウェハ1上に再配線層2を形成する。
再配線層2は、例えばCu層から形成されている。更
に、再配線層2に接続されたCuメッキ層3をポストの
一部として形成する。
【0016】また、B−ステージ(半硬化状態)のポリ
イミドからなる樹脂フィルム4をSiウェハ1とは別個
に準備し、樹脂フィルム4上にCu箔5を貼り付ける。
例えば、樹脂フィルム4の厚さが10μm程度の場合、
Cu箔5の厚さは70μm程度である。また、樹脂フィ
ルム4の厚さが30乃至50μm程度の場合、Cu箔5
の厚さは30乃至50μm程度である。但し、樹脂フィ
ルム4及びCu箔5の厚さは、これらに限定されるもの
ではない。
【0017】次に、図1(b)に示すように、樹脂フィ
ルム4を再配線層2上に熱圧着する。即ち、樹脂フィル
ム4を加熱することにより、樹脂フィルム4を硬化(キ
ュア)させ、Cuメッキ層3とCu箔5とが樹脂フィル
ム4により接着される。本実施例では、樹脂フィルム4
から樹脂層が構成される。
【0018】次いで、図2(a)に示すように、Cuメ
ッキ層3上に残存するように、Cu箔5をエッチングす
る。このとき、残存するCu箔5の面積がCuメッキ層
3の面積よりも小さくなるようにする。
【0019】続いて、図2(b)に示すように、例えば
レーザを使用しCu箔5をマスクとして樹脂フィルム4
をエッチングすることにより、Cu箔5側からCuメッ
キ層3側にかけて面積が広くなるテーパ形状(台形状)
に樹脂フィルム4を残存させる。即ち、残存する樹脂フ
ィルム4の側面が平面視で確認できるような形状とす
る。このとき、Cuメッキ層3の一部が露出するように
する。レーザとしては、例えばエキシマレーザ及びCO
2レーザ等が使用可能である。また、このエッチング
は、レーザによるものに限定されるものではなく、例え
ばCF4プラズマを使用した異方性プラズマエッチング
としてもよい。レーザは上述のようなテーパ形状を形成
するためには好適である。
【0020】次に、全面に金属層6を形成することによ
り、Cu箔5とCuメッキ層3との間の導通を確保す
る。このとき、樹脂フィルム4がテーパ形状となってい
るので、金属層6の形成は容易である。金属層6は、例
えばCu層とCr層との積層体である。金属層6の形成
方法としては、スパッタ法、蒸着法、無電解メッキ法、
塗布法、及び化学気相成長(CVD)法等が挙げられ
る。また、これらを併用してもよい。
【0021】次いで、図2(c)に示すように、Cu箔
5の表面上、樹脂フィルム4の側面上及びCuメッキ層
3の表面上に残存するように金属層6をエッチングす
る。このようにして、ポスト7をSiウェハ1上に形成
する。
【0022】その後、図示しないが以下の工程を行う。
全面に表面保護用の樹脂層をポスト7の表面が露出する
ようにして形成する。この工程は、金属層6を覆う樹脂
層を形成し金属層6が露出するまで表面研磨する工程と
してもよい。次いで、ポスト7の表面上に、例えば半田
ボールを形成する。この形成方法としては、メッキ法、
印刷法、メタルジェット法、及びフラックス上にボール
を載置する方法等が挙げられる。
【0023】このようにして製造された半導体パッケー
ジのポスト7は、図2(c)に示すような形状を有して
いる。即ち、Cuメッキ層3とCu箔5との間の導通が
確保される共に、Cuメッキ層3とCu箔5との間に樹
脂フィルム4が挟まれている。従って、プリント基板に
実装され応力が発生した場合には、樹脂フィルム4によ
り、その応力が分散される。
【0024】このように、本実施例によれば、ポストと
して100μmもの厚いメッキ層がなくても導通の確保
及び応力の分散が可能であるので、短時間で製造するこ
とができ、製造コストを低減することが可能である。ま
た、ポスト7の高さは、樹脂フィルム4の厚さにより制
御することが可能であるので、容易である。
【0025】なお、ポスト内部に設けられる樹脂フィル
ムは、ポリイミドフィルムに限定されるものではなく、
応力を分散することが可能なものであれば使用可能であ
る。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
第1及び第2の導電層に挟まれた樹脂層をポストに設け
ているので、ポストに発生した応力を主に樹脂層によっ
て分散することができる。このため、従来ポストに必要
とされていた厚いメッキ層を不要とし、製造工程を短縮
することができる。また、ポストの高さは樹脂層の高さ
によって制御することができるので、その制御は容易で
ある。
【0027】更に、レーザを使用して樹脂層をエッチン
グすることにより、エッチングの結果残存する樹脂層の
側面をその表面に対して傾斜したものとすることがで
き、その後に第3の導電層を形成することを容易なもの
とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)及び(b)は本発明の実施例に係る半導
体パッケージの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図2】同じく、(a)乃至(c)は本発明の実施例に
係る半導体パッケージの製造方法を示す図であって、図
1に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【図3】従来のCSPの構成を示す断面図である。
【図4】(a)乃至(e)は従来のCSPの製造方法を
工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
1;Siウェハ 2;再配線層 3;Cuメッキ層 4;樹脂フィルム 5;Cu箔 6;金属層 7;ポスト
フロントページの続き (72)発明者 海津 雅洋 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式 会社フジクラ内 (72)発明者 黒坂 昭人 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式 会社フジクラ内 (56)参考文献 特開 平8−306820(JP,A) 特開 平11−224890(JP,A) 国際公開98/32170(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/12 501 H01L 21/60

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極が設けられたウェハを封止する樹脂
    層と、この樹脂層を貫通し前記電極に一方の端部が接続
    されたポストと、このポストの他方の端部に接続された
    バンプと、を有する半導体パッケージにおいて、前記ポ
    ストは、前記電極に接続された第1の導電層と、この第
    1の導電層上に形成された樹脂層と、この樹脂層上に
    り付けられた箔を有する第2の導電層と、前記樹脂層の
    側面に形成され前記第1及び第2の導電層を相互に接続
    する第3の導電層と、を有することを特徴とする半導体
    パッケージ。
  2. 【請求項2】 電極が設けられたウェハ上に前記電極に
    接続された第1の導電層を形成する工程と、一方の面に
    第2の導電層が貼り付けられた半硬化状態の樹脂フィル
    ムを前記ウェハの前記第1の導電層が形成された側の面
    上に貼り付ける工程と、前記樹脂フィルムを硬化させる
    工程と、前記第2の導電層をエッチングすることにより
    前記第1の導電層の面積よりも小さい面積の前記第2の
    導電層を前記第1の導電層上に残存させる工程と、残存
    した前記第2の導電層をマスクとして前記樹脂層をエッ
    チングする工程と、前記樹脂層の側面に前記第1及び第
    2の導電層を相互に接続する第3の導電層を形成する工
    程と、前記第3の導電層上にバンプを形成する工程と、
    を有することを特徴とする半導体パッケージの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記樹脂層をエッチングする工程は、レ
    ーザを使用して前記樹脂層をエッチングする工程である
    ことを特徴とする請求項2に記載の半導体パッケージの
    製造方法。
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