JP3452043B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP3452043B2
JP3452043B2 JP2000333529A JP2000333529A JP3452043B2 JP 3452043 B2 JP3452043 B2 JP 3452043B2 JP 2000333529 A JP2000333529 A JP 2000333529A JP 2000333529 A JP2000333529 A JP 2000333529A JP 3452043 B2 JP3452043 B2 JP 3452043B2
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wiring
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一郎 安生
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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ接
続を目的とする半導体装置の構造および製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure and manufacturing method of a semiconductor device for flip chip connection.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の多くは積層構造となってお
り、各層の間には絶縁層が配置されている場合が多い。
この絶縁層には開口部が設けられており、その開口部を
通して、下層の端子と上層の端子とを接続する配線が形
成されている。
2. Description of the Related Art Most semiconductor devices have a laminated structure, and an insulating layer is often arranged between the layers.
An opening is provided in this insulating layer, and a wiring that connects the terminal of the lower layer and the terminal of the upper layer is formed through the opening.

【0003】絶縁層形成方法としては以下の方法が採用
されている。つまり、感光性絶縁材料を半導体装置上に
スピンコート法により塗布し、露光および現像を実施す
ることで絶縁層の開口部を形成する。また、下層の端子
と上層の端子とを接続する金属配線は、第二の感光性材
料を絶縁層上層に塗布し、これに対して露光および現像
を行うことでマスクを形成し、これとメッキ、スパッ
タ、CVD、蒸着等のプロセスを併用することで絶縁層
下層の端子と上層とをつなぐ金属配線を形成する。マス
クとして使用した感光性絶縁材料は不要となった後、こ
れを除去する。
The following methods are adopted as the method for forming the insulating layer. That is, a photosensitive insulating material is applied onto a semiconductor device by a spin coating method, and exposure and development are performed to form an opening portion of the insulating layer. In addition, for the metal wiring that connects the terminal on the lower layer and the terminal on the upper layer, a second photosensitive material is applied to the upper layer of the insulating layer, and a mask is formed by performing exposure and development on the second photosensitive material, and plating with this. By using processes such as sputtering, CVD, and vapor deposition together, a metal wiring that connects the terminal of the insulating layer lower layer and the upper layer is formed. The photosensitive insulating material used as the mask is removed after it is no longer needed.

【0004】以上の工程により、絶縁層の下層にある端
子と上層とを接続する配線が形成可能となる。このよう
な工程により形成された半導体装置の部分断面図を図3
1に示す。同図においては、アルミパッド7が絶縁層1
2下層の端子となっており、バンプパッド3が絶縁層上
層の端子となっている。そして半導体が形成されたウェ
ーハ9上に形成された絶縁層12は、アルミパッド7上
に開口部が設けられている。また、アルミパッド7か
ら、絶縁層12の上層のバンプパッド3まで、金属配線
11が形成されている。バンプパッド3にはバンプ10
が形成されている。なお、このようにアルミパッド7か
らバンプパッド3までの配線を形成することは再配線と
呼ばれている。また、この際の絶縁層12の厚さは金属
配線11の厚さとほぼ同等となっている。
Through the above steps, it is possible to form a wiring that connects the terminal in the lower layer of the insulating layer and the upper layer. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device formed by such a process.
Shown in 1. In the figure, the aluminum pad 7 is the insulating layer 1.
2 is a lower layer terminal, and the bump pad 3 is an insulating layer upper layer terminal. The insulating layer 12 formed on the semiconductor-formed wafer 9 has an opening formed on the aluminum pad 7. Further, metal wiring 11 is formed from the aluminum pad 7 to the bump pad 3 on the upper layer of the insulating layer 12. Bumps 10 on the bump pads 3
Are formed. Forming the wiring from the aluminum pad 7 to the bump pad 3 in this way is called rewiring. Further, the thickness of the insulating layer 12 at this time is almost equal to the thickness of the metal wiring 11.

【0005】このような工程を経て製造された半導体装
置をプリント配線板のような回路基板上に実装して接続
する形態のひとつにフリップチップ接続がある。図32
はフリップチップ接続した半導体装置の断面図である。
半導体装置13と回路基板14との接続は、半導体装置
13の端子上に設けられたバンプ10が回路基板上で溶
融後に再度固体化することで実現されている。半導体装
置13と回路基板14との間隙は高剛性の樹脂で充填さ
れている。なお、この樹脂は、アンダーフィル15と呼
ばれ、接続部を補強する効果がある。アンダーフィルを
実施したフリップチップ接続の例として特開平11−1
11768号公報がある。
Flip-chip connection is one of the forms in which the semiconductor device manufactured through these steps is mounted and connected on a circuit board such as a printed wiring board. Figure 32
FIG. 3 is a cross-sectional view of a flip-chip connected semiconductor device.
The connection between the semiconductor device 13 and the circuit board 14 is realized by solidifying the bumps 10 provided on the terminals of the semiconductor device 13 again on the circuit board. The gap between the semiconductor device 13 and the circuit board 14 is filled with a highly rigid resin. This resin is called underfill 15 and has the effect of reinforcing the connecting portion. Japanese Patent Laid-Open No. 11-1 as an example of flip-chip connection with underfilling
There is a publication of 11768.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術には、以下のような問題がある。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0007】第一に半導体装置と回路基板との間隙への
樹脂の供給方法に難がある。つまり、隙間が一般的に
0.3mm以下である間隙に対して樹脂を供給する方法
として、毛細管現象を利用する方法がとられている。し
かし、アンダーフィル用の樹脂材料は、高粘度の液状樹
脂であるので、隙間に埋め込む時間がかかり、また空泡
が残存しやすい等の問題がある。
First, there is a problem in the method of supplying resin to the gap between the semiconductor device and the circuit board. That is, as a method of supplying the resin to the gap having a gap of generally 0.3 mm or less, a method of utilizing a capillary phenomenon is adopted. However, since the resin material for underfill is a high-viscosity liquid resin, there is a problem that it takes time to fill in the gap and air bubbles are likely to remain.

【0008】第二に半導体装置の取り外しに難がある。
つまり、回路基板に接続した半導体装置が不良品であっ
た場合、同半導体装置を回路基板上から取り外しても、
硬化したアンダーフィル材料が、取り外した後も回路基
板上に残留してしまうため、回路基板の再生が難しいと
いう問題が存在する。
Second, it is difficult to remove the semiconductor device.
That is, if the semiconductor device connected to the circuit board is defective, even if the semiconductor device is removed from the circuit board,
Since the cured underfill material remains on the circuit board even after the removal, there is a problem that it is difficult to recycle the circuit board.

【0009】第一および第二の問題点を解決するために
も、アンダーフィルを実施せずに、半導体装置を回路基
板に接続することが望ましい。しかしながら、アンダー
フィルは、完成した電気製品を使用する際の発熱等によ
る接続部に生じる歪みに起因する接続部の破壊を防止す
る目的で実施されており、実施しない場合には、半導体
装置の接続寿命が極端に短くなってしまうという問題が
生じる。
In order to solve the first and second problems, it is desirable to connect the semiconductor device to the circuit board without performing underfill. However, underfilling is performed for the purpose of preventing the destruction of the connection part due to the distortion that occurs in the connection part due to heat generation etc. when using the finished electrical product. There is a problem that the life is extremely shortened.

【0010】本発明の目的は、アンダーフィルの不要な
フリップチップ接続を可能とする半導体装置を実現す
ことである。
An object of the present invention, realize a semiconductor device that enables unnecessary flip chip bonding underfill
That is.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、特許請求の範囲の通りに構成するものであ
る。例えば、回路電極を有する半導体素子と、前記半導
体素子の回路電極が露出するように前記半導体素子上に
形成された第一の絶縁層と、前記第一の絶縁層の上に形
成され、平坦部およびその端部に傾斜部を有する第二の
絶縁層と、前記第二の絶縁層の平坦部上に形成された外
部接続端子と、前記第二の絶縁層の平坦部および傾斜部
の上に形成され、かつ前記外部接続端子と前記半導体素
子の回路電極を電気的に接続する配線と、前記第二の絶
縁層および前記配線の上に形成された第三の絶縁層を有
する半導体装置であって、前記第二の絶縁層は、前記半
導体装置と前記半導体装置が実装される基板との間に生
じる応力を緩和する層であり、かつ粒子を含んでいるこ
とを特徴とする半導体装置である。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is constructed as in the claims. For example, a semiconductor element having a circuit electrode and the semiconductor
On the semiconductor element so that the circuit electrodes of the body element are exposed
A formed first insulating layer and a layer formed on the first insulating layer.
A second flat part having a flat part and an inclined part at its end.
An insulating layer and an outer layer formed on the flat portion of the second insulating layer
Connection terminal and flat and inclined portions of the second insulating layer
Is formed on the external connection terminal and the semiconductor element.
Wiring that electrically connects the circuit electrodes of the child and the second insulation
A third insulating layer formed on the edge layer and the wiring.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second insulating layer is
Between the conductor device and the substrate on which the semiconductor device is mounted.
It is a layer that relieves the twisting stress and contains particles.
And a semiconductor device.

【0012】[0012]

【0013】なお、本明細書では、この厚膜絶縁層を応
力緩和層と記載している。
In this specification, this thick film insulating layer is referred to as a stress relaxation layer.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図を併用しつつ説明する。なお、全ての図において、同
一符号は同一部位を示しているため、重複する説明を省
いている場合があり、また説明を容易にするため各部の
寸法比を実際とは変えてある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all of the drawings, the same reference numerals denote the same parts, and therefore redundant description may be omitted, and the dimensional ratio of each part is different from the actual size for ease of description.

【0015】まず、本実施例による半導体装置の構造に
ついて説明する。半導体装置は、ウェーハ単位で多数個
が一括して製造されるが、以下では説明を容易にするた
めに、その一部を取り出して説明する。図1に本実施例
の半導体装置13の部分断面図を示す。
First, the structure of the semiconductor device according to the present embodiment will be described. A large number of semiconductor devices are collectively manufactured on a wafer-by-wafer basis. However, in order to facilitate the description, a part of the semiconductor device will be described below. FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of the semiconductor device 13 of this embodiment.

【0016】半導体回路が形成されたウェーハ9とは、
半導体製造工程でいうところの前工程を終了したウェー
ハであり、多数個の半導体装置13に分割切断前のもの
である。各半導体装置13には外部用接続端子、例えば
アルミパッド7が形成されている。このアルミパッド7
は従来型の半導体装置13において、QFP(Quad
Flat Package)などの半導体パッケージ
におさめる場合に、金ワイヤ等を接続し、半導体パッケ
ージの外部端子との導通を実現するために使用されてい
る。半導体回路が形成された半導体装置13の表面は、
アルミパッド7上および多数個の半導体が形成されたウ
ェーハ9をチップ状の半導体装置13に切断する際の切
断部24およびその周辺を除き、保護膜8に覆われてい
る。この保護膜8には厚さ1乃至10マイクロメートル
程度の無機材料からなる絶縁樹脂単独あるいは有機材料
からなる絶縁樹脂を併用している。この保護膜8には厚
さ1乃至10マイクロメートル程度の無機材料からなる
無機絶縁膜を単独、あるいは前記無機絶縁膜の上部に有
機材料からなる有機絶縁膜を積層した複合膜を使用して
いる。この複合膜を使用する場合、該有機絶縁膜は感光
性樹脂材料を使用することが望ましい。本実施例で保護
膜8の有機絶縁膜として好適な感光性材料を例示する
と、感光性ポリイミド、感光性ベンゾシクロブテン、感
光性ポリベンズオキサゾールなどがある。本実施例で
は、これに限らず保護膜として公知慣用の無機材料から
なる無機絶縁膜、有機材料からなる有機絶縁膜あるいは
これらの複合膜が使用できる。例えば無機絶縁膜の材料
としては、SiNやSiO2などが使用できる。また、該有機
絶縁膜無機絶縁膜のほぼ全面を覆うように形成されて
いても勿論かまわないが、図33に示されるようにアル
ミパッド7の近傍となる領域のみに形成されていてもか
まわないし、図34に示されるように無機絶縁膜表面の
任意の複数箇所のみに形成されていても構わない。この
ように有機絶縁膜の領域を限定することによって保護膜
8の内部応力によるウェーハ9の反りが低減され、製造
工程におけるハンドリングや露光時の焦点合わせなどの
点で有利となる。なお本実施例では、アルミパッド7の
近傍の領域とは、アルミパッド7の端部から最大距離1
mmまでの領域を指している。なお、図33及び図34
ではアルミパッド7の周囲の有機絶縁膜は連続領域に形
成されているが、個々のアルミパッド毎にそれぞれ独立
した領域に形成しても構わない。具体的には、例えば図
35のような領域となる。図33から図35のいずれの
形態を使用するかは、該有機絶縁膜に使用する感光性樹
脂のパターン精度、膜の内部応力、および該半導体装置
の素子特性を鑑みて決定する。ここで言う素子特性の一
例を挙げると、該半導体装置への応力作用により素子内
部の個々のアクティブセル(トランジスタ)におけるエ
ネルギー障壁の準位が変動したりすることを指してい
る。
The wafer 9 on which the semiconductor circuit is formed is
This is a wafer that has undergone the pre-process in the semiconductor manufacturing process and has not yet been divided into a large number of semiconductor devices 13. External connection terminals, for example, aluminum pads 7 are formed on each semiconductor device 13. This aluminum pad 7
In the conventional semiconductor device 13, the QFP (Quad
When used in a semiconductor package such as a flat package), it is used to connect a gold wire or the like to achieve conduction with an external terminal of the semiconductor package. The surface of the semiconductor device 13 on which the semiconductor circuit is formed is
The protective film 8 covers the aluminum pad 7 and the wafer 9 on which a large number of semiconductors are formed, except for a cutting portion 24 and its periphery when the semiconductor device 13 is cut into chips. For the protective film 8, an insulating resin made of an inorganic material having a thickness of about 1 to 10 μm is used alone or an insulating resin made of an organic material is used in combination. The protective film 8 is made of an inorganic material having a thickness of 1 to 10 micrometers.
An inorganic insulating film is used alone, or a composite film in which an organic insulating film made of an organic material is laminated on the inorganic insulating film is used. When using this composite membrane, the organic insulating film it is desirable to use a photosensitive resin material. Examples of the photosensitive material suitable as the organic insulating film of the protective film 8 in this embodiment include photosensitive polyimide, photosensitive benzocyclobutene, and photosensitive polybenzoxazole. In the present embodiment, not limited to this, from a commonly used inorganic material known as a protective film
Inorganic insulating film, an organic insulating film or a composite film thereof made of an organic material may be used comprising. For example, as the material of the inorganic insulating film , SiN, SiO2 or the like can be used. In addition, the organic
Of course, the insulating film may be formed so as to cover almost the entire surface of the inorganic insulating film , but as shown in FIG. 33, it may be formed only in a region near the aluminum pad 7, and FIG. It may be formed only at arbitrary plural positions on the surface of the inorganic insulating film as shown in FIG. By thus limiting the region of the organic insulating film , the warp of the wafer 9 due to the internal stress of the protective film 8 is reduced, which is advantageous in terms of handling in the manufacturing process and focusing during exposure. In the present embodiment, the area near the aluminum pad 7 means the maximum distance 1 from the end of the aluminum pad 7.
It refers to the area up to mm. Note that FIG. 33 and FIG.
Although the organic insulating film around the aluminum pad 7 is formed in a continuous region, it may be formed in an independent region for each aluminum pad. Specifically, for example, the area is as shown in FIG. Whether to use any form of FIG. 35 from FIG. 33, the pattern accuracy of the photosensitive resin to be used for the organic insulating film is determined in consideration of the elements characteristic of the internal stress, and the semiconductor device of the film. An example of the element characteristics referred to here is that the level of the energy barrier in each active cell (transistor) inside the element varies due to the stress action on the semiconductor device.

【0017】保護膜8の上には厚さ35乃至150マイ
クロメートルの応力緩和層5が選択的に形成されてい
る。応力緩和層の膜厚は、半導体素子のサイズ、応力緩
和層の弾性率、半導体素子厚などにも依存していて一概
には断定できないが、一般的に使用される半導体素子厚
はおよそ150乃至750マイクロメートルであり、半
導体素子とその表面に形成される応力緩和層とからなる
バイメタルモデルで応力シミュレーション実験をおこな
ったところ、所要の応力緩和層膜厚は10乃至200マ
イクロメートルが望ましく、更に好ましくは35乃至1
50マイクロメートルであることがわかったため本実施
例はこの膜厚範囲で形成した。この35乃至150マイ
クロメートルは、半導体素子厚を750マイクロメート
ルとした場合には、半導体素子の厚みに対して約1/2
0から1/5程度の厚みに相当する。膜厚が35マイク
ロメートルより小さくなると、所望の応力緩和を得るこ
とができず,また膜厚が150マイクロメートルを越え
て厚くなると応力緩和層5自身が持っている内部応力の
ためにウェーハの反りが発生し、露光工程でのピントズ
レや配線形成工程などでのハンドリング不具合などが発
生し易くなり、生産性が低下するという問題がある。応
力緩和層5は、半導体ウェーハ9より大幅に小さい弾性
係数、例えば室温において0.1GPaから10GPa
の弾性係数を有する樹脂材料により形成されている。こ
の範囲の弾性係数を有する応力緩和層であれば信頼性の
ある半導体装置を提供することができる。すなわち、
0.1GPaを下回る弾性係数の応力緩和層の場合、半
導体素子そのものの重量を支えることが困難になって半
導体装置として使用する際に特性が安定しないという問
題が生じやすい。一方、10GPaを越える弾性係数の
応力緩和層を使用すると、応力緩和層5自身が持ってい
る内部応力のためにウェーハの反りが発生し、露光工程
でのピントズレや配線形成工程などでのハンドリング不
具合などが発生し易くなり、さらにはウェーハが割れる
という不具合が発生する危険性すらある。応力緩和層5
のエッジ部は傾斜を有しており、その平均勾配は5乃至
30%程度である。5%を下回る傾斜角の場合、傾斜が
長くなりすぎて所望の膜厚が得られない。例えば、平均
勾配3%の傾斜角で厚み100マイクロメートルとする
ためには、3ミリメートル超の水平距離が必要となり左
右のエッジ部をあわせるとほぼ7ミリメートルがなけれ
ば所望の膜厚が得られないことになる。一方、傾斜角が
30%超の場合、水平距離の点では問題がないが、逆に
配線形成の際に十分なステップカバレッジが得られない
危険性が高い。特にめっきレジストの付き回りや露光お
よび現像の工程でのプロセスマージンがなく、特別な技
能または技術が必要となる。さらに傾斜角が大きい場合
には、いわゆる応力集中効果が作用してそのエッジ部に
応力が集中し、その結果としてエッジ部で再配線用配線
4の断線が発生しやすくなる傾向があらわれ、配線構造
に特別な工夫が必要となる場合がある。図1の場合、応
力緩和層5のエッジより500マイクロメートルの水平
距離にて50マイクロメートルの膜厚となっているた
め、平均勾配は10%である。再配線用配線4は、銅な
どの導体で形成されており、アルミパッド7と応力緩和
層5表面の突起状電極、例えばバンプパッド3とを接続
している。またバンプパッド3上は、バンプパッド3の
酸化を防止するための金めっき2を設けてもよい。半導
体装置13の表面はバンプパッド3および多数個の半導
体が形成されたウェーハ9を各半導体装置13に切断す
る際の切断部24を除き、表面保護膜6で覆われてい
る。
A stress relaxation layer 5 having a thickness of 35 to 150 micrometers is selectively formed on the protective film 8. The film thickness of the stress relaxation layer depends on the size of the semiconductor element, the elastic modulus of the stress relaxation layer, the thickness of the semiconductor element, etc., and cannot be generally determined, but the thickness of the semiconductor element generally used is about 150 to 750 μm, and a stress simulation experiment was conducted using a bimetal model composed of a semiconductor element and a stress relaxation layer formed on the surface of the semiconductor device. The required stress relaxation layer film thickness is preferably 10 to 200 μm, more preferably Is 35 to 1
Since it was found that the thickness was 50 micrometers, the film was formed in this thickness range in this example. 35 to 150 my
Chromimeter has a semiconductor element thickness of 750 micrometers
In the case of
This corresponds to a thickness of about 0 to 1/5. If the film thickness is less than 35 μm, the desired stress relaxation cannot be obtained, and if the film thickness exceeds 150 μm, the warp of the wafer occurs due to the internal stress of the stress relaxation layer 5 itself. Occurs, which tends to cause focus deviation in the exposure process, handling defects in the wiring formation process, and the like, resulting in a decrease in productivity. The stress relaxation layer 5 has an elastic modulus significantly smaller than that of the semiconductor wafer 9, for example, 0.1 GPa to 10 GPa at room temperature.
It is formed of a resin material having an elastic coefficient of. If the stress relaxation layer has an elastic coefficient in this range, a reliable semiconductor device can be provided. That is,
In the case of a stress relaxation layer having an elastic coefficient of less than 0.1 GPa, it becomes difficult to support the weight of the semiconductor element itself, and the problem that the characteristics are not stable when used as a semiconductor device tends to occur. On the other hand, when a stress relaxation layer having an elastic coefficient of more than 10 GPa is used, the internal stress of the stress relaxation layer 5 itself causes the wafer to warp, resulting in focus misalignment in the exposure process and handling failure in the wiring formation process. And so on, and there is even a risk that the wafer may break. Stress relaxation layer 5
Has an inclination, and its average gradient is about 5 to 30%. When the inclination angle is less than 5%, the inclination becomes too long and the desired film thickness cannot be obtained. For example, in order to obtain a thickness of 100 micrometers at an inclination angle of 3% on average, a horizontal distance of more than 3 mm is required, and if the left and right edges are combined, the desired film thickness cannot be obtained unless there is approximately 7 mm. It will be. On the other hand, when the inclination angle exceeds 30%, there is no problem in terms of horizontal distance, but conversely there is a high risk that sufficient step coverage cannot be obtained when forming wiring. In particular, there is no process margin in the process of plating resist, exposure, and development, and special skill or technique is required. Further, when the inclination angle is large, a so-called stress concentration effect acts to concentrate stress on the edge portion, and as a result, disconnection of the rewiring wiring 4 tends to occur at the edge portion. There may be a need for special measures. In the case of FIG. 1, since the film thickness is 50 μm at the horizontal distance of 500 μm from the edge of the stress relaxation layer 5, the average gradient is 10%. The rewiring wiring 4 is formed of a conductor such as copper, and connects the aluminum pad 7 and the protruding electrode on the surface of the stress relaxation layer 5, for example, the bump pad 3. Further, gold plating 2 may be provided on the bump pads 3 to prevent the bump pads 3 from being oxidized. The surface of the semiconductor device 13 is covered with the surface protective film 6 except for the cut portions 24 when the wafer 9 on which the bump pads 3 and a large number of semiconductors are formed is cut into the semiconductor devices 13.

【0018】表面保護膜6で保護膜8および応力緩和層
5を完全に覆うことで封止しているため、半導体素子が
形成されたウェーハ9の表面から保護膜8および応力緩
和層5が剥離することを防止し、半導体の性能劣化を引
き起こすイオン等の異物の侵入をも軽減できる。また、
保護膜8、応力緩和層5、表面保護膜6は、いずれも切
断部24より後退しているため、半導体装置13を切断
分離する際に損傷を受けることがない。
Since the protective film 8 and the stress relaxation layer 5 are completely covered with the surface protective film 6 for sealing, the protective film 8 and the stress relaxation layer 5 are separated from the surface of the wafer 9 on which the semiconductor element is formed. It is also possible to prevent intrusion of foreign matter such as ions that cause deterioration of semiconductor performance. Also,
Since the protective film 8, the stress relaxation layer 5, and the surface protective film 6 are all recessed from the cut portion 24, they are not damaged when the semiconductor device 13 is cut and separated.

【0019】表面保護膜6としては電気絶縁特性を有す
る各種樹脂材料を使用することが出来る。パターンを形
成する必要があるため感光性材料であることが望ましい
が、例えばインクジェットなどの高精度印刷に対応した
材料を用いて印刷で成膜しても構わない。その他、カー
テンコートなどの安価な塗布方法によって絶縁膜をベタ
形成した後にフォトリソグラフィプロセスを用いてエッ
チングレジストを形成してパターニングし、このレジス
トパターンを用いて上記絶縁膜をエッチング加工、レジ
スト剥離という工程を経て成膜してもよい。このような
材料として、本実施例では様々な材料が使用可能である
が、いくつか例示すると(1)感光性材料としてアクリ
ル変性感光性エポキシ樹脂、感光性ポリイミド樹脂、
(2)インクジェット印刷材料としてポリアミドイミド
樹脂、ポリイミド樹脂、(3)ベタ成膜用材料として変
性トリアゾール樹脂、変性メラミン樹脂、ポリイミド樹
脂などが好適に用いられる。感光性材料についてさらに
具体的に例示すると、安価な感光性樹脂材料としてプリ
ント基板製造工程で好適に使用されるソルダーレジスト
やフレキシブルプリント基板の表面カバーに用いられる
感光性ポリイミドなどが表面保護膜6として好適に利用
される。一方、ベタ成膜用材料としては、例えば東レ
(株)のフォトニースTMなどが好適である。なお本実
施例では、ソルダーレジストを用いた。バンプパッド3
上には、バンプ1が形成されている。このバンプ1は、
はんだ材料で形成するのが一般的である。ここでバンプ
1が外部接続端子となる。
As the surface protective film 6, various resin materials having electric insulation properties can be used. Since it is necessary to form a pattern, it is preferable that the material is a photosensitive material, but a material that supports high-precision printing such as inkjet may be used to form a film by printing. In addition, a step of solid-forming an insulating film by an inexpensive coating method such as curtain coating, forming an etching resist by using a photolithography process and patterning, etching the insulating film using the resist pattern, and removing the resist. You may form into a film via. As such a material, various materials can be used in the present embodiment, but some examples are as follows: (1) Acrylic-modified photosensitive epoxy resin, photosensitive polyimide resin,
(2) Polyamideimide resin and polyimide resin are preferably used as the ink jet printing material, and modified triazole resin, modified melamine resin, polyimide resin and the like are suitably used as the solid film forming material. More specifically exemplifying the photosensitive material, the surface protective film 6 is a solder resist which is preferably used as an inexpensive photosensitive resin material in a printed circuit board manufacturing process or a photosensitive polyimide which is used for a surface cover of a flexible printed circuit board. It is preferably used. On the other hand, as a solid film forming material, for example, Photo Nice TM manufactured by Toray Industries, Inc. is suitable. In this example, a solder resist was used. Bump pad 3
The bump 1 is formed on the top. This bump 1 is
It is generally formed of a solder material. Here, the bump 1 serves as an external connection terminal.

【0020】図2に図1で示した半導体装置13がウェ
ーハ上に連続的に形成されている状態を、本来は存在す
るバンプ1を省略した平面図で示した。図2においてハ
ッチングで示した部位が表面保護膜6であるソルダーレ
ジストである。また、応力緩和層5が角を丸めた長方形
状に形成されている状態で形成されおり、各半導体装置
13の間には各半導体装置13を分離する際の切りしろ
となる切断部24が存在する。切りしろは、例えば表面
保護膜6の端部から10乃至100マイクロメートルに
位置するのが望ましい。10マイクロメータより短いと
各半導体装置を分離する際にチッピングを誘発しやすく
なる傾向があり、逆に100マイクロメータより長くな
ると半導体素子として使用可能な有効面積が減少する。
従って、半導体装置13の歩留まり向上のために切りし
ろと表面保護層6との間隔を本実施例では10乃至10
0マイクロメータに位置させることが望ましい。なお、
再配線用配線4の一端の下層には図示されてはいないが
アルミパッド7が存在する。
FIG. 2 is a plan view showing a state in which the semiconductor device 13 shown in FIG. 1 is continuously formed on the wafer without the originally existing bumps 1. The hatched portion in FIG. 2 is the solder resist which is the surface protective film 6. Further, the stress relaxation layer 5 is formed in a rectangular shape with rounded corners, and there is a cutting portion 24 between the semiconductor devices 13 that serves as a cutting margin when the semiconductor devices 13 are separated. To do. The cut margin is preferably located, for example, 10 to 100 μm from the end of the surface protective film 6. If it is shorter than 10 micrometers, chipping tends to be easily induced when separating each semiconductor device, and if it is longer than 100 micrometers, the effective area usable as a semiconductor element decreases.
Therefore, in order to improve the yield of the semiconductor device 13, the distance between the cutting margin and the surface protection layer 6 is 10 to 10 in this embodiment.
It is desirable to locate it at 0 micrometer. In addition,
Although not shown in the figure, an aluminum pad 7 is present in a layer below one end of the rewiring wire 4.

【0021】この半導体装置構造によれば、応力緩和層
5が再配線用配線4とウェーハ9間に存在するため、半
導体装置13が回路基板14上に接続され、それが動作
する際にバンプ1が受ける熱による歪みを分散させるこ
とが可能となる。このため、この半導体装置13を回路
基板14に搭載してもアンダーフィル15を実施するこ
となく接続寿命を延ばすことが可能となる。また、応力
緩和層5はなだらかな傾斜部を有しているため、再配線
用配線4の途中に応力集中部となる配線屈曲部は存在し
ない。
According to this semiconductor device structure, since the stress relaxation layer 5 is present between the rewiring wiring 4 and the wafer 9, the semiconductor device 13 is connected to the circuit board 14 and the bump 1 is applied when it is operated. It is possible to disperse the distortion caused by the heat received by the. Therefore, even when the semiconductor device 13 is mounted on the circuit board 14, the connection life can be extended without performing the underfill 15. Further, since the stress relaxation layer 5 has a gently sloping portion, there is no wiring bent portion which becomes a stress concentration portion in the middle of the rewiring wiring 4.

【0022】本実施例における半導体装置13の製造工
程の一例を、図を用いて説明する。図3により第一工程
から第三工程までを、図4により第四工程から第六工程
を、図5により第七工程から第九工程を説明する。な
お、いずれの図においても、本実施例における半導体装
置13の断面構造がわかりやすいように、一部分を取り
出した断面図としてある。
An example of the manufacturing process of the semiconductor device 13 in this embodiment will be described with reference to the drawings. The first step to the third step will be described with reference to FIG. 3, the fourth step to the sixth step with FIG. 4, and the seventh step to the ninth step with FIG. It should be noted that in each of the drawings, in order to make the sectional structure of the semiconductor device 13 in the present embodiment easy to understand, it is a sectional view in which a part is taken out.

【0023】第一工程:外部接続用のアルミパッド7が
形成済みである半導体が形成されたウェーハ9について
は、従来の半導体装置13と同じ工程にて製造する。本
実施例で使用した半導体装置では外部接続用パッドの材
質はアルミニウムであったが、外部接続パッドは銅であ
ってもかまわない。本実施例では外部接続としてワイヤ
ボンディングを使用しないため、外部接続パッドが銅の
場合に生じやすいボンディング性の問題を考慮する必要
がないからである。外部接続パッドが銅であれば配線の
電気抵抗を低減できるため、半導体素子の電気特性向上
の観点からも望ましい。
First step: The wafer 9 on which the semiconductor having the aluminum pad 7 for external connection formed thereon is formed is manufactured in the same step as the conventional semiconductor device 13. In the semiconductor device used in this example, the material of the external connection pad was aluminum, but the external connection pad may be copper. This is because in this embodiment, since wire bonding is not used for external connection, it is not necessary to consider the problem of bondability that tends to occur when the external connection pad is copper. If the external connection pad is copper, the electrical resistance of the wiring can be reduced, which is desirable from the viewpoint of improving the electrical characteristics of the semiconductor element.

【0024】第二工程:必要に応じて、保護膜8を形成
する。保護膜8は、無機材料を用いて半導体製造工程に
おけるいわゆる前工程において既に形成される場合もあ
り、また、更に無機材料の上に有機材料を用いて重ねて
形成する場合もある。本実施例に於いては、半導体工程
におけるいわゆる前工程で形成された無機材料からなる
絶縁膜、例えばCVD法等で形成した窒化珪素、テトラ
エトキシシラン等によって形成された二酸化珪素、ある
いはそれらの複合膜からなる絶縁膜の上に、有機材料で
ある感光性ポリイミドを塗布し、これを感光、現像、硬
化することで厚さ6マイクロメートル程度の保護膜8を
形成している。これにより、半導体が形成されたウェー
ハ9上に保護膜8が形成される。本実施例では保護膜8
の膜厚を6マイクロメートルとしたが、所要膜厚は当該
半導体素子の種類によって異なっており、その範囲は1
乃至10マイクロメートル程度となる。なお、図13に
示しているように該有機膜は無機膜のほぼ全面を覆うよ
うに形成されていても勿論かまわないが、図33〜図3
5に示されるようにアルミパッド7の近傍となる領域の
みに形成されていてもかまわない。無機材料のみからな
る絶縁膜の場合、膜厚の範囲は3マイクロメートル以下
となる。また、本願実施例で使用した感光性ポリイミド
以外にも、ポリベンズオキサゾール、ポリベンゾシクロ
ブテン、ポリキノリン、ポリフォスファゼンなども使用
できる。
Second step: The protective film 8 is formed, if necessary. The protective film 8 may be already formed by using an inorganic material in a so-called pre-process in the semiconductor manufacturing process, or may be further formed by stacking an organic material on the inorganic material. In this embodiment, an insulating film made of an inorganic material formed in a so-called pre-process in a semiconductor process, for example, silicon nitride formed by a CVD method or the like, silicon dioxide formed by tetraethoxysilane, or a composite thereof. A photosensitive polyimide, which is an organic material, is applied onto the insulating film formed of a film, and the protective film 8 having a thickness of about 6 μm is formed by exposing, developing and curing the photosensitive polyimide. As a result, the protective film 8 is formed on the wafer 9 on which the semiconductor is formed. In this embodiment, the protective film 8
Although the film thickness of the semiconductor device is 6 μm, the required film thickness varies depending on the type of the semiconductor element, and the range is 1
To about 10 micrometers. The organic film may be formed so as to cover almost the entire surface of the inorganic film as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, it may be formed only in the region near the aluminum pad 7. In the case of an insulating film made of only an inorganic material, the film thickness range is 3 micrometers or less. In addition to the photosensitive polyimide used in the examples of the present application, polybenzoxazole, polybenzocyclobutene, polyquinoline, polyphosphazene, etc. can be used.

【0025】第三工程:ペースト状ポリイミド材料を応
力緩和層5の形成予定箇所に印刷塗布し、その後これを
加熱することで硬化させる。これにより保護膜8上に応
力緩和層5が形成される。
Third step: A paste-like polyimide material is printed and applied to the place where the stress relaxation layer 5 is to be formed, and then heated to cure it. As a result, the stress relaxation layer 5 is formed on the protective film 8.

【0026】第四工程:電気めっきに用いるための給電
膜16をスパッタ等の方法で形成した後に、配線の逆パ
ターン17をフォトレジストを用いて形成する。
Fourth step: After forming the power supply film 16 for use in electroplating by a method such as sputtering, the reverse pattern 17 of the wiring is formed using photoresist.

【0027】第五工程:この給電膜16および配線の逆
パターン17を利用して電気めっきを行い、再配線用配
線4およびバンプパッド3の形成を行う。また、必要に
応じて電気めっきを繰り返すことで再配線用配線4を多
層構造とする。
Fifth step: Electroplating is performed by using the power supply film 16 and the reverse pattern 17 of the wiring to form the rewiring wiring 4 and the bump pad 3. Further, the rewiring wiring 4 has a multi-layer structure by repeating electroplating as necessary.

【0028】第六工程:フォトレジストからなる配線の
逆パターン17および電気めっきの給電膜16をエッチ
ング処理により除去する。
Sixth step: The reverse pattern 17 of the wiring made of photoresist and the power supply film 16 for electroplating are removed by etching.

【0029】第七工程:ソルダーレジストを用いて表面
保護膜6を形成する。そして、このパターンを利用して
バンプパッド3の最表面に無電解金めっき2を行う。
Seventh step: The surface protection film 6 is formed using a solder resist. Then, using this pattern, electroless gold plating 2 is performed on the outermost surface of the bump pad 3.

【0030】第八工程:バンプパッド3上にフラックス
と共にはんだボールを搭載し、加熱することでバンプパ
ッド3にはんだボールを接続し、バンプ1を形成する。
Eighth step: A solder ball is mounted on the bump pad 3 together with flux and heated to connect the solder ball to the bump pad 3 to form the bump 1.

【0031】第九工程:半導体が形成されたウェーハ9
をウェーハダイシング技術により半導体装置13に切断
する。
Ninth step: wafer 9 on which a semiconductor is formed
Is cut into semiconductor devices 13 by the wafer dicing technique.

【0032】以下では、上記の第三工程から第八工程ま
でについて詳細に説明する。
The above third to eighth steps will be described in detail below.

【0033】まず、第三工程について説明する。印刷に
使用するマスクは、プリント配線板に対するはんだペー
スト印刷などで使用する印刷用マスクと同じ構造のもの
が使用可能である。例えば、図6に示すように、ニッケ
ル合金製のステンシル25を、樹脂シート26を介して
枠27に貼り付けた形態のメタルマスクを使うことが出
来る。印刷用マスクのパターン開口部28は、50マイ
クロメートル程度は印刷後にペーストが濡れ広がるた
め、それを見込んだ分、小さめに製作するようにしても
よい。図7に示すように、ペースト印刷は、印刷用マス
クと半導体が形成されたウェーハ9のパターンとを位置
合わせした状態で密着させ、その状態でスキージがステ
ンシル25上を移動することで、パターン開口部28を
充填し、その後、印刷用マスクを半導体が形成されたウ
ェーハ9に対して相対的に上昇させることで、印刷をす
るいわゆるコンタクト印刷をおこなう。なお、ここで言
うウェーハと印刷用マスクの密着は、両者の間に隙間を
全くなくすることを必ずしも意味しない。ウェーハ上に
は既に保護膜8が部分的に形成されているため、この上
に印刷マスクを隙間なく密着させることは実用上困難な
ためである。本実施例では、ウェーハと印刷用マスクと
の間の隙間が0〜100マイクロメータとなるような印
刷条件で印刷した。このほかにも、第一スキージで印刷
用マスクのスキージ面全体をペーストでコーティング
し、その後、第二スキージで印刷用マスクのパターン開
口部28を充填し、かつ余分なペーストを除去する。そ
の後、印刷用マスクを半導体が形成されたウェーハ9に
対して相対的に上昇させる印刷方法もある。図8に示す
ように、印刷マスクをウェーハ9に対して相対的に上昇
させる際、垂直に上昇させてもかまわないが、相対的に
傾斜角を持つように動かしながら上昇させても良い。傾
斜角を持たせることによって、印刷マスクがウェーハか
ら離れる場合の版離れ角がウェーハ面内で均一になりや
すい。また、印刷マスクはウェーハの一方の端から他方
の端へ向かって離れていくことになり、版抜けが不安定
になりやすい版離れの最後の瞬間は半導体装置のない領
域で行われることになって歩留り向上の点でも有利とな
る。さらに、同一の印刷機を用いて複数枚ウェーハに連
続的印刷を行なう場合には、適宜のタイミングでマスク
版の裏側を拭きとる工程を挿入すると良い。例えば、本
実施例では10枚連続印刷すると1回マスク版の裏側の
清掃を行ない、しかる後に11枚目の印刷を行なった。
マスク裏側の清掃のタイミング、回数、その方法はペー
スト材料の粘度や固形分濃度、フィラー量などによって
適宜調節が必要となる。
First, the third step will be described. The mask used for printing may have the same structure as the printing mask used for solder paste printing on a printed wiring board. For example, as shown in FIG. 6, a metal mask in which a nickel alloy stencil 25 is attached to a frame 27 via a resin sheet 26 can be used. The pattern opening portion 28 of the printing mask may be made smaller by about 50 μm because the paste spreads after printing after printing. As shown in FIG. 7, in paste printing, the printing mask and the pattern of the wafer 9 on which the semiconductor is formed are brought into close contact with each other in an aligned state, and in this state, the squeegee moves on the stencil 25 to form a pattern opening. The so-called contact printing for printing is performed by filling the portion 28 and then raising the printing mask relative to the wafer 9 on which the semiconductor is formed. The close contact between the wafer and the printing mask here does not necessarily mean that there is no gap between them. This is because the protective film 8 has already been partially formed on the wafer, and thus it is practically difficult to closely adhere the print mask on the protective film 8. In this example, printing was performed under printing conditions such that the gap between the wafer and the printing mask was 0 to 100 micrometers. In addition, the first squeegee coats the entire squeegee surface of the printing mask with paste, and then the second squeegee fills the pattern openings 28 of the printing mask and removes excess paste. After that, there is also a printing method in which the printing mask is raised relatively to the wafer 9 on which the semiconductor is formed. As shown in FIG. 8, when the print mask is raised relative to the wafer 9, it may be raised vertically, but it may be raised while moving so as to have a relative inclination angle. By providing the inclination angle, the plate separation angle when the print mask separates from the wafer is likely to be uniform in the wafer surface. In addition, the print mask moves away from one edge of the wafer toward the other edge, and the last moment of plate release, which tends to make plate release unstable, is performed in a region where there is no semiconductor device. It is also advantageous in terms of yield improvement. Furthermore, when performing continuous printing on a plurality of wafers using the same printing machine, it is advisable to insert a step of wiping the back side of the mask plate at an appropriate timing. For example, in this embodiment, after printing 10 sheets continuously, the back side of the mask plate was cleaned once, and then the 11th sheet was printed.
The timing, the number of times, and the method of cleaning the back side of the mask need to be appropriately adjusted depending on the viscosity of the paste material, the solid content concentration, the filler amount, and the like.

【0034】引き続きペーストが印刷塗布された半導体
が形成されたウェーハ9をホットプレートや加熱炉を用
いて段階的に加熱することでペーストが硬化し、応力緩
和層5の形成が完了する。
Subsequently, the wafer 9 on which the semiconductor on which the paste is printed and formed is formed is heated step by step using a hot plate or a heating furnace, whereby the paste is hardened and the formation of the stress relaxation layer 5 is completed.

【0035】ここで使用している応力緩和層5の形成用
の材料は、ペースト状のポリイミドであり、保護膜8の
上に印刷塗布された後に加熱することで硬化することが
出来る。また、このペースト状のポリイミドは、ポリイ
ミドの前駆体と溶媒およびその中に分散した多数のポリ
イミドの微小粒子からなっている。微粒子としては、具
体的には平均粒径1乃至2マイクロメートルであり、最
大粒径が約10マイクロメートルとなる粒度分布を有す
る微小粒子を使用した。本実施例に用いられているポリ
イミドの前駆体は、硬化するとポリイミドの微小粒子と
同一材料となるので、ペースト状のポリイミドが硬化し
た際には、一種類の材料からなる均一な応力緩和層5が
形成されることとなる。本実施例では、応力緩和層形成
材料としてポリイミドを用いたが、本実施例ではポリイ
ミド以外にアミドイミド樹脂、エステルイミド樹脂、エ
ーテルイミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポ
リエステル樹脂、これらを変性した樹脂などを用いるこ
とも可能である。ポリイミド以外の樹脂を使用する場合
には、上記ポリイミド微小粒子表面に相溶性を付与する
処理を施すか、あるいは、上記ポリイミド微小粒子との
親和性を向上するように樹脂組成に変成を施すことが望
ましい。上記列挙した樹脂のうち、イミド結合を有する
樹脂、例えばポリイミド、アミドイミド、エステルイミ
ド、エーテルイミド等では、イミド結合による強固な骨
格のおかげで熱機械的特性、例えば高温での強度などに
優れ、その結果として、配線のためのめっき給電膜形成
方法の撰択肢が広がる。例えば、スパッタなどの高温処
理を伴うめっき給電膜形成方法を選択できる。シリコー
ン樹脂やアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アミドイミ
ド、エステルイミド、エーテルイミドなどイミド結合以
外の結合で縮合した部分がある樹脂の場合、熱機械特性
は若干劣るものの加工性や樹脂価格などの点で有利な場
合がある。例えば、ポリエステルイミド樹脂では、一般
にポリイミドよりも硬化温度が低いため扱いやすい。本
実施例では、これらの樹脂の中から素子特性、価格、熱
機械特性などを総合的に勘案してこれらの樹脂を適宜使
い分ける。
The material for forming the stress relaxation layer 5 used here is a paste-like polyimide, which can be cured by heating after being applied on the protective film 8 by printing. The paste-like polyimide is composed of a polyimide precursor, a solvent, and a large number of polyimide fine particles dispersed therein. As the fine particles, specifically, fine particles having an average particle size of 1 to 2 μm and a particle size distribution with a maximum particle size of about 10 μm were used. When the polyimide precursor used in this example is cured, it becomes the same material as the fine particles of the polyimide. Therefore, when the paste polyimide is cured, the uniform stress relaxation layer 5 made of one type of material is used. Will be formed. In this example, polyimide was used as the stress relaxation layer forming material, but in this example, other than polyimide, an amide imide resin, an ester imide resin, an ether imide resin, a silicone resin, an acrylic resin, a polyester resin, a resin obtained by modifying these, etc. It is also possible to use. When a resin other than polyimide is used, it may be subjected to a treatment for imparting compatibility to the surface of the polyimide fine particles, or a modification may be made to the resin composition so as to improve the affinity with the polyimide fine particles. desirable. Among the resins listed above, resins having an imide bond, such as polyimide, amide imide, ester imide, and ether imide, have excellent thermomechanical properties, such as strength at high temperature, due to the strong skeleton by the imide bond, As a result, the choice of plating power supply film forming method for wiring is expanded. For example, it is possible to select a plating power supply film forming method involving high-temperature processing such as sputtering. In the case of a resin having a portion condensed by a bond other than an imide bond, such as a silicone resin, an acrylic resin, a polyester resin, an amide imide, an ester imide, or an ether imide, the thermo-mechanical property is slightly inferior, but it is advantageous in terms of processability and resin price. There are cases. For example, a polyester imide resin is generally easier to handle because it has a lower curing temperature than polyimide. In this embodiment, these resins are appropriately used in consideration of the element characteristics, the price, the thermomechanical characteristics, etc., among these resins.

【0036】ペースト状のポリイミド中にポリイミド微
小粒子を分散させることで材料の粘弾特性を調整するこ
とが可能となるため、印刷性に優れたペーストを使用す
ることが出来る。微小粒子の配合を調整することで、ペ
ーストのチキソトロピー特性を制御することが可能とな
るため、粘度の調整と組み合わせることで、印刷特性を
改善することが出来る。また、応力緩和層5の傾斜角度
を調節することもできる。本願実施例で好適なペースト
のチクソトロピー特性は、回転粘度計を用いて測定した
回転数1rpmでの粘度と回転数10rpmでの粘度の比から
求めた、いわゆるチクソトロピーインデックスが2.0
から3.0の範囲にあることが望ましい。なお、チクソ
トロピーインデックスに温度依存性が現れるペーストの
場合、チクソトロピーインデックスが2.0から3.0
の範囲になるような温度領域で印刷すると高成績が得ら
れる。
Since the viscoelastic properties of the material can be adjusted by dispersing the polyimide fine particles in the paste-like polyimide, it is possible to use a paste having excellent printability. By adjusting the composition of the fine particles, it becomes possible to control the thixotropic property of the paste. Therefore, by combining it with the adjustment of the viscosity, the printing property can be improved. Also, the inclination angle of the stress relaxation layer 5 can be adjusted. The thixotropy characteristic of the paste suitable in the examples of the present application is obtained from the ratio of the viscosity at a rotation speed of 1 rpm measured using a rotational viscometer and the viscosity at a rotation speed of 10 rpm, so-called thixotropic index is 2.0.
It is desirable to be in the range of 3.0. In the case of a paste in which the thixotropy index has temperature dependence, the thixotropy index is 2.0 to 3.0.
High performance can be obtained by printing in the temperature range such that

【0037】印刷したペースト状のポリイミドを加熱硬
化した後には、ウェーハ9上に図9に示したような断面
形状を有する応力緩和層5が形成される。このように印
刷により応力緩和層5を形成すると、応力緩和層5のエ
ッジ部より200乃至1000マイクロメートルのとこ
ろにふくらみ部分が存在する場合があるが、このふくら
み部分の位置および存在の有無については、ペースト状
のポリイミドの組成を調整したり、印刷に関わる各種条
件を変更することで、ある程度制御可能となる。なお、
この場合の印刷に関わる各種条件としては、メタルマス
ク厚さ、スキージ速度、スキージ材質、スキージ角度、
スキージ圧(印圧)、版離れ速度、印刷時のウェーハの
温度、印刷環境の湿度等々があげられる。上記ふくらみ
部分の高さや形状の制御は上記印刷条件によって達成で
きるが、その他の制御方法として、保護層8の構造調整
による方法もある。例えば、図36に示したように保護
膜8の有機層の形成領域をパッド7の近傍のみに限定す
れば、有機層上部に相当する部分の応力緩和層を盛り上
げさせることは容易である。
After the printed paste polyimide is heated and cured, the stress relaxation layer 5 having the cross-sectional shape as shown in FIG. 9 is formed on the wafer 9. When the stress relaxation layer 5 is formed by printing in this manner, there may be a bulge portion at a position of 200 to 1000 micrometers from the edge portion of the stress relaxation layer 5. By adjusting the composition of the paste polyimide or changing various conditions related to printing, it becomes possible to control to some extent. In addition,
Various conditions related to printing in this case include metal mask thickness, squeegee speed, squeegee material, squeegee angle,
Examples include squeegee pressure (printing pressure), plate separation speed, wafer temperature during printing, and humidity of the printing environment. The control of the height and shape of the bulged portion can be achieved by the above printing conditions, but as another control method, there is also a method of adjusting the structure of the protective layer 8. For example, as shown in FIG. 36, if the formation region of the organic layer of the protective film 8 is limited only to the vicinity of the pad 7, it is easy to raise the stress relaxation layer in the portion corresponding to the upper portion of the organic layer.

【0038】また、図1に示すように応力緩和層5にふ
くらみ部分を積極的に形成した場合は、配線4のたわみ
部分を形成することができ、これにより熱膨張などによ
る応力を吸収しやすい構造となり、断線をより防止する
ことができる。具体的には、応力緩和層5の平均厚さに
対して、最大で約25マイクロメートル、望ましくは7
乃至12マイクロメートル程度の高さを持つふくらみ部
分が形成されることが好ましい。この程度の頂点であれ
ば、マスク印刷により十分形成可能である。例えばこの
ふくらみ部を半径が10マイクロメートルの半円筒形状
と仮定すると、ふくらみ部の半弧の長さは(2×3.1
4×10マイクロメートル)/2=31.4マイクロメ
ートルとなり、配線の冗長長さはふくらみ部1個につい
て31.4―10=21.4マイクロメートル、応力緩
和層の両側に1つずつ形成した場合には42.8マイク
ロメートルとなる。このように、配線4に冗長部を設け
ることができるため、配線構造およびはんだ接合部に作
用する熱応力が緩和され、従って、信頼性の高い配線構
造を提供できる。なお、このふくらみ部の所要厚さは、
応力緩和層5の膜厚および弾性率、半導体素子13のサ
イズ、半導体素子の消費電力、半導体素子を搭載する回
路基板14の物性値などを勘案した実験およびシミュレ
ーションから求める。例えば、本実施例では半導体素子
13の対角長さをLミリメートルとし、半導体素子13
とそれを搭載する回路基板14の線膨脹係数の差が15
ppm/℃、半導体素子13の基板搭載プロセス〜動作
中のON/OFFによって生じる最大温度範囲が摂氏200度
とすると、基板実装品が実使用環境での使用で配線部が
受ける最大熱変形量は、15(ppm/℃)×L/2(m
m)×200(℃)=0.0015×Lミリメートルと
なる。従って、上記ふくらみ部に要求される冗長長さは
0.002×Lミリメートル程度あれば充分であると考
えた。この計算からふくらみ部を半円筒形状で近似し
て、本実施例では、そのふくらみ部分の高さは応力緩和
層5の平均厚さに対してL/2000〜L/500ミリ
メートル程度の範囲に収まるようにした。
Further, when the swelling portion is positively formed in the stress relaxation layer 5 as shown in FIG. 1, the slack portion of the wiring 4 can be formed, whereby the stress due to thermal expansion or the like is easily absorbed. The structure makes it possible to further prevent disconnection. Specifically, the maximum thickness of the stress relaxation layer 5 is about 25 μm, preferably 7 μm.
It is preferable that a bulge portion having a height of about 12 to 12 micrometers is formed. A vertex of this degree can be sufficiently formed by mask printing. For example, assuming that the bulge has a semi-cylindrical shape with a radius of 10 micrometers, the half arc length of the bulge is (2 × 3.1).
4 × 10 μm) /2=31.4 μm, and the redundant length of the wiring is 31.4−10 = 21.4 μm for each bulge, and one is formed on each side of the stress relaxation layer. In this case, it is 42.8 micrometers. As described above, since the redundant portion can be provided in the wiring 4, the thermal stress acting on the wiring structure and the solder joint is relieved, and therefore, a highly reliable wiring structure can be provided. The required thickness of this bulge is
The thickness and elastic modulus of the stress relaxation layer 5, the size of the semiconductor element 13, the power consumption of the semiconductor element, the physical properties of the circuit board 14 on which the semiconductor element is mounted, and the like are determined by experiments and simulations. For example, in this embodiment, the diagonal length of the semiconductor element 13 is L millimeters, and the semiconductor element 13 is
And the difference in the coefficient of linear expansion of the circuit board 14 on which it is mounted is 15
ppm / ° C, assuming that the maximum temperature range generated by the semiconductor device 13 board mounting process to ON / OFF during operation is 200 degrees Celsius, the maximum amount of thermal deformation the wiring part receives when the board mounted product is used in an actual use environment , 15 (ppm / ° C) x L / 2 (m
m) × 200 (° C.) = 0.015 × L millimeter. Therefore, it is considered that the redundant length required for the bulge portion is about 0.002 × L millimeters. From this calculation, the bulge portion is approximated by a semi-cylindrical shape, and in this embodiment, the height of the bulge portion falls within the range of L / 2000 to L / 500 millimeters with respect to the average thickness of the stress relaxation layer 5. I did it.

【0039】必要となる応力緩和層5の膜厚が1回の印
刷および加熱硬化で形成されないときには、印刷及び材
料の硬化を複数回繰り返すことで所定の膜厚を得ること
ができる。例えば、固形分濃度30乃至40%のペース
トを用いて厚さ65マイクロメートルのメタルマスクを
使用した場合、2回の印刷で硬化後の膜厚として約50
マイクロメートルを得ることが出来る。また特に、回路
基板14に半導体装置13を接続した際に歪みが集中し
やすい箇所に配置されているバンプ1については、該当
する個所の応力緩和層5のみに限定して厚さを厚膜化す
ることで歪みの集中を緩和することも出来る。このため
には、例えばペースト状ポリイミドを半導体が形成され
たウェーハ9上に対して、1回目の印刷にて使用したも
のとは異なるメタルマスクを使い複数回の印刷をすれば
良い。また、第2の方法として、保護層8の構造を調整
することによって応力緩和層の厚みを部分的に変更する
こともできる。例えば、図37に示すように、ひずみが
集中し易いバンプXの直下の領域は無機膜からなる保護
層のみを使用し、その他の領域では無機膜の上に有機膜
を形成した複合層を保護膜とする。このような保護膜の
上に応力緩和層を形成すると、有機膜の保護膜のあると
ころとないところの応力緩和層の部分Aで緩やかな傾斜
部が形成される。いま、応力緩和層の膜厚が50マイク
ロメートルでその弾性率が1GPa、有機膜の膜厚が1
0マイクロメートルでその弾性率が3GPaであるとす
ると、有機保護膜と応力緩和層からなる部分の平均弾性
率(GPa/マイクロメートル)は(3×10+1×5
0)/60≒1.3となり、一方、部分Aにおける傾斜部
の平均弾性率は1である。したがって、このような構造
にすることにより、応力緩和層の熱応力は周辺部から有
機保護膜が形成された部分に分散することになり、本来
熱応力が集中する周辺部にあるバンプの破損を防止する
ことができる。なお、必ずしも応力緩和層中に微粒子を
有する必要はなく、微粒子をペースト中に分散させない
場合でも印刷に必要な最低限の粘弾性特性が確保されれ
ばよい。ただし、微小粒子をペースト中に分散させない
場合は、印刷に関わる各種条件のマージンが極端に狭く
なる可能性がある。
When the required film thickness of the stress relaxation layer 5 is not formed by one printing and heat curing, a predetermined film thickness can be obtained by repeating printing and curing of the material a plurality of times. For example, when a paste having a solid content concentration of 30 to 40% is used and a metal mask having a thickness of 65 μm is used, the film thickness after curing is about 50 in two printings.
You can get a micrometer. Further, in particular, regarding the bumps 1 arranged at locations where strain is likely to be concentrated when the semiconductor device 13 is connected to the circuit board 14, the thickness is increased by limiting only the stress relaxation layer 5 at the relevant location. By doing so, it is possible to reduce the concentration of distortion. For this purpose, for example, the paste-shaped polyimide may be printed on the wafer 9 on which the semiconductor is formed a plurality of times using a metal mask different from that used in the first printing. As a second method, the thickness of the stress relaxation layer can be partially changed by adjusting the structure of the protective layer 8. For example, as shown in FIG. 37, only the protective layer made of an inorganic film is used in the region immediately below the bump X where strain is likely to concentrate, and in the other regions, the composite layer in which an organic film is formed on the inorganic film is protected. The film. When a stress relaxation layer is formed on such a protective film, a gentle sloped portion is formed at the portion A of the stress relaxation layer where the organic film is provided and where the protective film is not provided. Now, the film thickness of the stress relaxation layer is 50 micrometers, its elastic modulus is 1 GPa, and the film thickness of the organic film is 1
Assuming that the elastic modulus is 0 GPm and 3 GPa, the average elastic modulus (GPa / micrometer) of the portion including the organic protective film and the stress relaxation layer is (3 × 10 + 1 × 5).
0) /60≈1.3, while the average elastic modulus of the inclined portion in the portion A is 1. Therefore, with such a structure, the thermal stress of the stress relaxation layer is dispersed from the peripheral portion to the portion where the organic protective film is formed, and the damage of the bump in the peripheral portion where the thermal stress is originally concentrated is prevented. Can be prevented. It should be noted that it is not always necessary to have fine particles in the stress relaxation layer, and even if the fine particles are not dispersed in the paste, the minimum viscoelastic property required for printing may be ensured. However, if the fine particles are not dispersed in the paste, the margin of various conditions related to printing may be extremely narrowed.

【0040】引き続き第四工程を説明する。本実施例で
は再配線用配線4を電気銅めっきと電気ニッケルの2層
とした。なお、再配線用配線4の一端をバンプパッド3
と兼用してもよい。ここでは、銅、ニッケルとも電気め
っきを用いて導体を形成する方法を示したが、無電解め
っきを用いることも可能である。
Next, the fourth step will be described. In this embodiment, the rewiring wiring 4 has two layers of electrolytic copper plating and electrolytic nickel. In addition, one end of the rewiring wiring 4 is connected to the bump pad 3
You may combine it with. Here, a method of forming a conductor by using electroplating for both copper and nickel has been described, but electroless plating can also be used.

【0041】まず、電気めっきを実施するための給電膜
16を半導体ウェーハ全面に形成する。ここでは、蒸着
や、無電解銅めっき、CVDなども用いることが可能で
あるが、保護層8および応力緩和層5との接着強度が強
いスパッタを用いることとした。スパッタの前処理とし
て、ボンディングパッド7と再配線用配線4導体との間
の導通を確保するためにスパッタエッチングを行った。
本実施例におけるスパッタ膜としては、クロム(75ナ
ノメートル)/銅(0.5マイクロメートル)の多層膜
を形成した。ここでのクロムの機能は、その上下に位置
する銅と応力緩和層等との接着を確保することにあり、
その膜厚はそれらの接着を維持する最低限が望ましい。
クロム膜厚が厚くなると成膜時間が増大して生産効率が
低下するという問題に加えて、保護層8や応力緩和層5
を長時間にわたってスパッタチャンバー内に発生してい
る高エネルギー状態のプラズマに曝すことになり、これ
らの層を形成している材料が変質するという危険性があ
る。なお、所要膜厚は、スパッタエッチングおよびスパ
ッタの条件、クロムの膜質などによっても変動するが、
おおむね最大で0.5マイクロメータである。なお、本
実施例で使用したクロム膜に代えてチタン膜やチタン/
白金膜、タングステンなどでも代替できる。一方、スパ
ッタ銅の膜厚は、後の工程で行う電気銅めっき及び電気
ニッケルめっきを行ったときに、めっき膜の膜厚分布が
生じない最小限度の膜厚が好ましく、めっき前処理とし
て行なう酸洗などでの膜減り量も考慮に入れたうえで膜
厚分布を誘発しない膜厚を決定する。スパッタ銅の膜厚
を必要以上に厚くした場合、例えば1マイクロメートル
を越える銅厚の場合には、スパッタ時間が長くなって生
産効率が低下するという問題に加えて、後の工程で実施
する給電膜16のエッチング除去の際に長時間エッチン
グが避けられず、その結果として再配線用配線4のサイ
ドエッチングが大きくなる。単純な計算では、1マイク
ロメートルの給電膜をエッチングする場合には配線も片
側1マイクロメートル、両側で2マイクロメートルのエ
ッチングが起こる。実際の生産では、給電膜のエッチン
グ残りが発生しないようにオーバーエッチングすること
が一般的に行われているため、1マイクロメートルの給
電膜をエッチングする場合には配線が5マイクロメート
ル程度サイドエッチングされることになる。サイドエッ
チングがこのように大きくなると、配線抵抗が大きくな
ったり、断線を誘発しやすくなったりして、配線性能の
観点で問題を発生しやすい。従って、スパッタ銅の膜厚
はおおむね最大で1マイクロメータとなる。
First, the power supply film 16 for performing electroplating is formed on the entire surface of the semiconductor wafer. Here, although vapor deposition, electroless copper plating, CVD, or the like can be used, it is decided to use spatter which has a strong adhesive strength with the protective layer 8 and the stress relaxation layer 5. As a pretreatment for the sputter, sputter etching was performed to ensure electrical continuity between the bonding pad 7 and the rewiring wiring 4 conductor.
As the sputtered film in this example, a chromium (75 nanometer) / copper (0.5 micrometer) multilayer film was formed. The function of chrome here is to secure the adhesion between the copper located above and below and the stress relaxation layer, etc.
The film thickness is desirable to be the minimum that maintains their adhesion.
In addition to the problem that the film formation time increases and the production efficiency decreases as the chromium film thickness increases, the protective layer 8 and the stress relaxation layer 5 are also added.
Is exposed to the high-energy plasma generated in the sputtering chamber for a long time, and there is a risk that the material forming these layers will be deteriorated. The required film thickness varies depending on the sputter etching and sputter conditions, the film quality of chromium, etc.
It is about 0.5 micrometer at maximum. Incidentally, instead of the chromium film used in this example, a titanium film or titanium /
Platinum film, tungsten, etc. can be substituted. On the other hand, the film thickness of sputtered copper is preferably the minimum film thickness that does not cause the film thickness distribution of the plated film when electrolytic copper plating and electrolytic nickel plating that are performed in later steps are performed. The film thickness that does not induce the film thickness distribution is determined in consideration of the amount of film loss due to washing. When the thickness of sputtered copper is unnecessarily large, for example, when the thickness of copper exceeds 1 micrometer, in addition to the problem that the sputtering time becomes long and the production efficiency decreases, the power supply to be performed in a later step When the film 16 is removed by etching, etching is inevitable for a long time, and as a result, side etching of the redistribution wiring 4 becomes large. According to a simple calculation, when the power feeding film having a thickness of 1 μm is etched, the wiring also has a thickness of 1 μm on one side and 2 μm on both sides. In actual production, over-etching is generally performed so that the etching residue of the power supply film does not occur. Therefore, when etching the power supply film of 1 μm, the wiring is side-etched by about 5 μm. Will be. If the side etching becomes large in this way, the wiring resistance becomes large and the disconnection is likely to occur, which easily causes a problem in terms of wiring performance. Therefore, the maximum film thickness of sputtered copper is about 1 micrometer.

【0042】次に、ホトリソグラフィー技術を用いて、
再配線用配線4の逆パターン形状17をレジストを用い
て形成する。図4中のBで示した応力緩和層5のエッジ
部におけるレジストの膜厚は、斜面部から流れ出たレジ
ストにより、他の場所と比べ厚くなる。このため、解像
度を確保するためには、ネガ型の方が好ましい。レジス
トとして、液状レジストを用いた場合、図4中のBで示
した応力緩和層5のエッジ部の斜面上部ではレジスト膜
厚が薄くなりやすく、斜面下部では逆にレジスト膜厚が
厚くなり易い傾向がある。斜面上部と斜面下部とで膜厚
の異なるレジストを同一露光量、同一現像条件でパター
ニングするには広い現像裕度が必要となる。一般に、膜
厚に対する現像裕度はポジ型感光特性レジストよりもネ
ガ型感光特性レジストが広いため、本実施例ではネガ型
の液状レジストを用いた。なお、フィルムレジストを使
用する場合には、斜面上下での膜熱差は発生しないため
ネガ型でもポジ型でも使用可能となるが、斜面部はなな
めから露光することになって実質光路長が長くなるた
め、この場合にもネガ型を用いると好成績が得られるこ
とが多い。応力緩和層5のエッジ部の傾斜が大きい場合
やブリーチング特性の弱いフィルムレジストを用いる場
合には、ネガ型が特に好ましい。本実施例では、図10
に示すように、露光マスク21とレジスト22が密着
し、一部に隙間20を有するタイプの露光機を用いた。
該露光機での解像限界は、露光用マスク21とレジスト
22とが密着した場合で約10マイクロメートルであっ
た。我々の実験結果によると、露光マスク21下部の隙
間20と解像する配線幅の関係は、表1に示すようにな
った。なお、表1中の値は露光機の光学系や現像条件、
レジストの感度、レジスト硬化条件、配線幅/配線間隔
の比などにより変化する。表1に示している実験結果
は、配線幅/配線間隔の比が1.0の場合の値である。
Next, using the photolithography technique,
The reverse pattern shape 17 of the rewiring wiring 4 is formed using a resist. The film thickness of the resist at the edge portion of the stress relaxation layer 5 shown by B in FIG. 4 becomes thicker than at other places due to the resist flowing out from the slope portion. Therefore, in order to secure the resolution, the negative type is preferable. When a liquid resist is used as the resist, the resist film thickness tends to be thin on the upper slope of the edge portion of the stress relaxation layer 5 shown by B in FIG. 4, and on the contrary, the resist film tends to be thicker on the lower slope. There is. A wide development margin is required to pattern resists having different film thicknesses on the upper slope and the lower slope under the same exposure amount and the same developing conditions. In general, since the negative photosensitive resist has a wider development margin with respect to the film thickness than the positive photosensitive resist, a negative liquid resist is used in this embodiment. When a film resist is used, the film heat difference between the upper and lower sides of the slope does not occur, so that it can be used with either the negative type or the positive type, but the slope portion is exposed from the lick and the actual optical path length is long. Therefore, even in this case, a good result is often obtained by using the negative type. The negative type is particularly preferable when the edge portion of the stress relaxation layer 5 has a large inclination or when a film resist having weak bleaching characteristics is used. In this embodiment, FIG.
As shown in, an exposure machine of a type in which the exposure mask 21 and the resist 22 are in close contact with each other and a gap 20 is partially used.
The resolution limit in the exposure machine was about 10 micrometers when the exposure mask 21 and the resist 22 were in close contact with each other. According to our experimental results, the relationship between the gap 20 under the exposure mask 21 and the wiring width to be resolved is as shown in Table 1. The values in Table 1 are the optical system of the exposure machine and the developing conditions.
It varies depending on the resist sensitivity, resist curing conditions, wiring width / wiring interval ratio, and the like. The experimental results shown in Table 1 are values when the wiring width / wiring interval ratio is 1.0.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】図11にアルミパッドとの接続部23とバ
ンプパット3が再配線用配線4で接続されている様子を
示す。本実施例で使用した露光装置の場合には、表1の
横軸である露光マスクの下部の隙間は応力緩和層の厚さ
にほぼ対応しているので、例えば応力緩和層の厚さが6
0マイクロメートルであれば配線の幅は25マイクロメ
ートルまで解像可能である。したがって、信号線の配線
幅を25マイクロメートルとし、電源またはグランド線
の配線幅を40マイクロメートルとして配線をすること
もできる。また、信号線の配線を25マイクロメートル
として、その信号線の一部を太くすることも可能であ
る。
FIG. 11 shows a state in which the connection portion 23 with the aluminum pad and the bump pad 3 are connected by the rewiring wiring 4. In the case of the exposure apparatus used in this example, the gap below the exposure mask, which is the horizontal axis in Table 1, corresponds approximately to the thickness of the stress relaxation layer, so that the stress relaxation layer has a thickness of 6 mm, for example.
If the width is 0 μm, the wiring width can be resolved up to 25 μm. Therefore, wiring can be performed with the wiring width of the signal line being 25 μm and the wiring width of the power supply or ground line being 40 μm. Further, it is possible to make the signal line wiring 25 μm and thicken a part of the signal line.

【0045】図12に応力緩和層5の傾斜部付近におけ
る再配線用配線4を拡大して示す。上述のように、応力
緩和層5のエッジ部近傍でレジスト膜厚が不均一となっ
ているため、その領域で現像不足が発生しやすい傾向が
あった。図13に実際に応力緩和層5のエッジ部分で現
像不足が起こっている様子を示す。本実施例では、この
対策のために現像液の回り込みを改善することによって
解決した。より具体的に例示すると、配線パターン形状
を図14や図15に示したように変更することなどの方
策である。
FIG. 12 is an enlarged view of the rewiring wiring 4 near the inclined portion of the stress relaxation layer 5. As described above, since the resist film thickness is non-uniform near the edge portion of the stress relaxation layer 5, there is a tendency that insufficient development easily occurs in that region. FIG. 13 shows a state where insufficient development actually occurs at the edge portion of the stress relaxation layer 5. In the present embodiment, the solution is solved by improving the wraparound of the developing solution as a countermeasure. More specifically, a measure is to change the wiring pattern shape as shown in FIGS. 14 and 15.

【0046】図14はアルミパッドとの接続部23から
応力緩和層5の頂上付近まで配線幅を太くした場合を、
図15は解像性が悪い応力緩和層5のエッジ部分のみの
配線幅を太くした場合を示している。なお、これら図1
4および図15における配線幅は、応力緩和層5の厚さ
と表1に示した解像特性とを考慮して決定する。他の解
決策として現像時間を延長することで現像残りを解消す
る方法も考えられる。また、マスク面で光が回折するた
め、露光マスク21の下に隙間20が存在することに起
因して解像性低下やパターン精度低下が起こる場合があ
る。
FIG. 14 shows a case where the wiring width is increased from the connection portion 23 with the aluminum pad to the vicinity of the top of the stress relaxation layer 5,
FIG. 15 shows a case where the wiring width is thick only at the edge portion of the stress relaxation layer 5 having poor resolution. In addition, these FIG.
4 and the wiring width in FIG. 15 are determined in consideration of the thickness of the stress relaxation layer 5 and the resolution characteristics shown in Table 1. As another solution, a method of eliminating the undeveloped residue by extending the developing time can be considered. Further, since the light is diffracted on the mask surface, the resolution may be degraded and the pattern accuracy may be degraded due to the existence of the gap 20 under the exposure mask 21.

【0047】この現象の解決策として、(1)露光機の
光学系変更、(2)レジストのブリーチング性改良、
(3)レジストのプリベーク条件適正化、(4)多段露
光などがあげられる。露光機の光学系の変更について具
体例を1つ挙げると、NA値が0.0001以上0.2
以下の露光機を使用するという方策があげられる。ここ
で挙げた例に限らず、公知慣用のプロセス上の工夫を適
宜組み合わせることで、パターンの解像性、精度を向上
することができる。
As a solution to this phenomenon, (1) change the optical system of the exposure device, (2) improve the bleaching property of the resist,
(3) Optimization of resist pre-baking conditions, and (4) Multi-step exposure. As one specific example of the change of the optical system of the exposure machine, the NA value is 0.0001 or more and 0.2.
One of the measures is to use the following exposure machine. The resolution and accuracy of the pattern can be improved not only by the examples given here but also by appropriately combining known and commonly used process ideas.

【0048】応力緩和層5のエッジ部はウェーハと応力
緩和層5の物性値の違いにより生じる応力が集中しやす
い構造上の特徴があるので、応力緩和層5の傾斜部で配
線を太くすることにより断線を効果的に防止することも
できる。なお、必ずしもすべての配線を同じ太さにする
必要はなく、例えば図16に示すように電源/グランド
線と信号線で配線の幅を変えるようにしてもよい。この
場合、電気的な特性を考慮すると一般には電源/グラン
ド線を信号線よりも太くすることが望ましい。信号線を
太くした場合、これにより配線の有する容量成分が増加
し、高速動作時に影響を及ぼすからである。逆に電源/
グランド線を太くすると電源電圧が安定するという効果
が期待できるのでむしろ好ましい。したがって、図示す
るように信号用配線については、応力の集中する部分だ
けを最低限緩和できるようにエッジ周辺を太くしたパタ
ーンとし、電源用またはグランド用配線については傾斜
部を一様に太くすることが望ましい。一方、応力緩和層
が形成されていない平坦部については、配線の容量成分
の影響を考慮し、信号配線を細くしている。ただし、こ
れは半導体素子の種類やその配線パターンによりその都
度考慮する必要がある。例えば、半導体素子やその配線
パターンにも依存するが、保護膜8の厚みを増大すると
配線の容量低減に大きな効果があるので、応力緩和層が
形成されていない平坦部で信号配線を太くせざるを得な
い場合には、保護膜8を厚く形成することが望ましい。
具体的には、配線幅を10%増大させる場合には、保護
膜8の膜厚も約10%程度増大させることが望ましい。
一方、応力緩和層の上部平坦部での配線幅は、信号線容
量よりもむしろ配線密度によって制限を受ける。すなわ
ち、バンプパッドの間隔に通す配線本数、バンプパッド
の径、配線形成工程における位置合せ精度、などから応
力緩和層の上部平坦部での配線幅の上限値が求められ
る。具体的に一例を示すと、バンプパッド間隔が0.5
ミリメートルで、パッド径300マイクロメータ、パッ
ド間に3本配線をひく場合には、(500−300)/
(3×2―1)=40 という計算となる。この計算結
果から、本実施例では平均配線幅/配線間隔=40マイ
クロメータとした。
Since the edge portion of the stress relaxation layer 5 has a structural feature in which stress caused by the difference in the physical property values of the wafer and the stress relaxation layer 5 is likely to concentrate, the wiring should be thick at the sloped portion of the stress relaxation layer 5. Therefore, the disconnection can be effectively prevented. Note that it is not always necessary that all wirings have the same thickness. For example, as shown in FIG. 16, the wiring width may be changed between the power / ground line and the signal line. In this case, it is generally desirable to make the power / ground line thicker than the signal line in consideration of electrical characteristics. This is because when the signal line is thickened, the capacitance component of the wiring increases due to this, and this has an effect on high-speed operation. Power source /
It is rather preferable to make the ground wire thicker, because the effect of stabilizing the power supply voltage can be expected. Therefore, as shown in the figure, the signal wiring should have a thick pattern around the edge so that only the stress concentration part can be relaxed at least, and the power supply or ground wiring should have a thicker slope. Is desirable. On the other hand, in the flat portion where the stress relaxation layer is not formed, the signal wiring is thinned in consideration of the influence of the capacitance component of the wiring. However, this must be taken into consideration each time depending on the type of semiconductor element and its wiring pattern. For example, although it depends on the semiconductor element and its wiring pattern, increasing the thickness of the protective film 8 has a great effect on reducing the capacitance of the wiring. Therefore, the signal wiring must be thickened in the flat portion where the stress relaxation layer is not formed. If not obtained, it is desirable to form the protective film 8 thick.
Specifically, when the wiring width is increased by 10%, it is desirable that the thickness of the protective film 8 is also increased by about 10%.
On the other hand, the wiring width in the upper flat portion of the stress relaxation layer is limited by the wiring density rather than the signal line capacitance. That is, the upper limit value of the wiring width in the upper flat portion of the stress relaxation layer is obtained from the number of wirings passing through the space between the bump pads, the diameter of the bump pads, the positioning accuracy in the wiring forming process, and the like. As an example, the bump pad spacing is 0.5.
When the pad diameter is 300 micrometers and three wires are connected between the pads in millimeters, (500-300) /
The calculation is (3 × 2-1) = 40. From this calculation result, in this embodiment, the average wiring width / wiring interval = 40 micrometers.

【0049】第五工程について説明する。本実施例で
は、硫酸酸性銅めっき液を用い銅めっきを実施した。電
気銅めっきは、界面活性剤による洗浄、水洗、希硫酸に
よる洗浄、水洗を行った後、給電膜16を陰極に接続
し、リンを含有する銅板を陽極に接続して実施した。
The fifth step will be described. In this example, copper plating was performed using a sulfuric acid acidic copper plating solution. Electrolytic copper plating was performed by cleaning with a surfactant, water, cleaning with dilute sulfuric acid, and water, then connecting the power supply film 16 to the cathode and connecting a copper plate containing phosphorus to the anode.

【0050】引き続き、電気ニッケルめっきを行う。な
お、電気ニッケルめっき前に、界面活性剤による洗浄、
水洗、希硫酸による洗浄、水洗を行うと良好な膜質の電
気ニッケルめっき膜が得られ易い傾向がある。電気ニッ
ケルめっきは、給電膜16を陰極に接続し、ニッケル板
を陽極に接続して行った。本実施例で好適な電気ニッケ
ルめっきは、公知慣用ないずれのニッケルめっき浴でも
使用可能であり、ワット浴系でもスルファミン浴系でも
よいが、本実施例ではワット浴系を用い、めっき膜内部
応力が適正範囲になるように調整しためっき条件下で行
なった。スルファミン浴はめっき液成分がワット浴と比
べると高価であるうえ若干分解しやすい傾向があるとい
う欠点はあるが皮膜応力が制御しやすい。一方、ワット
浴は一般に皮膜応力が大きくなりやすいので、厚膜めっ
きした場合には自身の持つ皮膜応力(引っ張り応力)の
ために配線層にクラックが入る危険性が増大するという
欠点がある。本実施例ではワット浴を用いたが、スルフ
ァミン浴を用いる場合でもワット浴を用いる場合でも、
添加剤(皮膜応力抑制剤)の種類および濃度、めっき電
流密度、めっき液温度の適正範囲を求めるためのモデル
実験をあらかじめ実施してから行うと良い。本実施例で
はこれらを適正に制御して膜厚10マイクロメータ以下
では配線にクラックがはいらない条件をあらかじめ求め
てから実施した。なお、めっき膜応力は、析出したニッ
ケルの金属結晶配向性に関わる指標の1つであり、後述
するはんだ拡散層の成長を抑制するために、適正に制御
する必要がある。膜応力が適正に制御された条件下でめ
っきすると、めっき皮膜は特定量の微量成分を共析する
ようになる。例えば、硫黄0.001〜0.05%を含有
する膜の場合、特定の結晶配向面の含有率が高まる。よ
り具体的に言えば、配向面111、220、200、3
11、の含有率合計が50%以上となる。電気ニッケル
めっきの膜厚は、その後の工程で用いるはんだの種類や
リフロー条件、及び半導体装置の製品特性(実装形態)
により最適値を決定する。具体的には、はんだリフロー
や実装リペアの際に形成されるはんだとニッケルとの合
金層の膜厚がニッケルめっき膜厚以上になるように決定
すれば良い。上記合金層の膜厚は、はんだ中のスズの濃
度が高いほど大きく、リフロー上限温度が高いほど大き
くなる。このように、再配線用配線として銅配線の上に
ニッケル層を形成すると、半導体装置と回路基板の間に
働く熱応力により再配線用配線が変形を受け、その後そ
の応力が解放されたときに、再配線用配線はニッケル層
のばね性により変形前の形状に戻ることができる。例え
ば、半導体装置の動作により引き起こされる熱応力の作
用により、応力緩和層及びその上に形成されている再配
線用配線4がお互いに密着した形で変形する。このとき
の再配線用配線の変形には応力緩和層のふくらみ部分に
ある再配線用配線の冗長部分のたわみ部分が用いられ
る。その後、熱応力等から解放されて応力緩和層が元の
形状に戻ったときに、再配線用配線が銅配線のみの場合
は銅配線は銅配線自身のばね性では元の配線形状に戻り
にくい。一方、銅配線の上にニッケル層を形成すると、
そのニッケル層のばね性により再配線用配線(銅配線)
は元の形状に容易に戻ることができる。なお、銅配線の
上に形成されるのはニッケル層に限らず、銅配線の上で
ニッケル層と同程度のバネ性を持つものであってもよ
い。また、銅配線の代わりに伸縮性のある配線を形成す
る場合はニッケル層は必ずしも必要ない。
Subsequently, electric nickel plating is performed. Before electroplating with nickel, cleaning with a surfactant,
Washing with water, washing with dilute sulfuric acid, and washing with water tend to make it easy to obtain an electro-nickel plated film having good film quality. The electroless nickel plating was performed by connecting the power supply film 16 to the cathode and connecting the nickel plate to the anode. The electro-nickel plating suitable in this example can be used in any known and commonly used nickel plating bath, and may be a Watt bath system or a sulfamine bath system, but in this Example, a Watt bath system is used and the plating film internal stress is Was adjusted under the plating conditions adjusted so as to be in an appropriate range. The sulfamine bath has the drawback that the plating solution component is more expensive than the Watts bath and that it tends to decompose a little, but the film stress is easy to control. On the other hand, since the Watts bath generally tends to have a large film stress, there is a drawback in that, when a thick film is plated, the risk of cracks in the wiring layer increases due to the film stress (tensile stress) of the Wat bath. Although the Watt bath was used in this example, whether the sulfamine bath or the Watt bath is used,
It is advisable to carry out a model experiment in advance to obtain the appropriate range of the type and concentration of the additive (film stress suppressor), the plating current density, and the plating solution temperature. In the present example, these were properly controlled to obtain the conditions under which the wiring did not crack when the film thickness was 10 μm or less, and then carried out. The plating film stress is one of the indexes related to the metal crystal orientation of the deposited nickel, and it is necessary to appropriately control it in order to suppress the growth of the solder diffusion layer described later. When plating is performed under the condition that the film stress is properly controlled, the plating film comes to co-deposit a specific amount of trace components. For example, in the case of a film containing 0.001 to 0.05% of sulfur, the content of a specific crystal orientation plane is increased. More specifically, the orientation planes 111, 220, 200, 3
The total content of 11 and 50 is 50% or more. The thickness of electro nickel plating depends on the type of solder used in the subsequent steps, reflow conditions, and product characteristics of semiconductor devices (mounting form).
To determine the optimum value. Specifically, the thickness of the alloy layer of solder and nickel formed during solder reflow or mounting repair may be determined to be equal to or greater than the nickel plating thickness. The thickness of the alloy layer increases as the tin concentration in the solder increases, and increases as the reflow upper limit temperature increases. Thus, when a nickel layer is formed on the copper wiring as the rewiring wiring, the rewiring wiring is deformed by the thermal stress acting between the semiconductor device and the circuit board, and when the stress is released thereafter. The rewiring wiring can return to its original shape due to the springiness of the nickel layer. For example, due to the action of thermal stress caused by the operation of the semiconductor device, the stress relaxation layer and the rewiring wiring 4 formed thereon are deformed in close contact with each other. At this time, for the deformation of the redistribution wiring, the flexure portion of the redundant portion of the redistribution wiring in the bulge portion of the stress relaxation layer is used. After that, when the stress relaxation layer returns to its original shape after being released from thermal stress, when the rewiring wiring is only copper wiring, the copper wiring is difficult to return to the original wiring shape due to the springiness of the copper wiring itself. . On the other hand, when a nickel layer is formed on the copper wiring,
Rewiring wiring (copper wiring) due to the springiness of the nickel layer
Can easily return to its original shape. It should be noted that what is formed on the copper wiring is not limited to the nickel layer, but may be one having the same spring property as the nickel layer on the copper wiring. Further, the nickel layer is not always necessary when forming a stretchable wiring instead of the copper wiring.

【0051】第六工程では、電気銅めっきおよび電気ニ
ッケルめっきを行ったのちに配線の逆パターンであるレ
ジスト17を除去し、エッチング処理をすることで予め
成膜した給電膜16を除去する。銅のエッチングには、
塩化鉄、アルカリ系エッチング液等の種類があるが、本
実施例では硫酸/過酸化水素水を主成分とするエッチン
グ液を用いた。10秒以上のエッチング時間がないと制
御が困難となって実用的観点では不利であるが、あまり
に長い時間エッチングを行なうと、例えば5分を越えて
エッチングするような場合には、サイドエッチングが大
きくなったりタクトが長くなるという問題も生じるた
め、エッチング液およびエッチング条件は、適宜実験に
より求めるのがよい。引き続いて実施する給電膜16の
クロム部分のエッチングには、本実施例では過マンガン
酸カリウムとメタケイ酸を主成分とするエッチング液を
用いた。なお、上記電気ニッケルめっき膜は給電膜16
のエッチングの際のエッチングレジストとしても機能し
ている。従って、ニッケルと銅、ニッケルとクロムのエ
ッチング選択比を勘案してエッチング液の組成成分、エ
ッチング条件を決定するとよい。例えば、具体的に言え
ば、銅のエッチングの際に使用する硫酸過酸化水素エッ
チング剤では、硫酸の含有量は最大でも50%以下、望
ましくは15%以下とする。これにより、ニッケルに対
して10倍程度のエッチング選択比で銅をエッチングで
きる。
In the sixth step, after the copper electroplating and the nickel electroplating are performed, the resist 17 which is the reverse pattern of the wiring is removed, and an etching process is performed to remove the power supply film 16 previously formed. For copper etching,
Although there are types such as iron chloride and alkaline etching solutions, in this embodiment, an etching solution containing sulfuric acid / hydrogen peroxide as a main component was used. Control is difficult if the etching time is 10 seconds or more, which is disadvantageous from a practical point of view. However, if etching is performed for a too long time, for example, when etching is performed for more than 5 minutes, side etching becomes large. The etching solution and the etching conditions should be appropriately determined by an experiment, because the problem that the tact becomes long or the tact becomes long occurs. For the subsequent etching of the chromium portion of the power supply film 16, an etching solution containing potassium permanganate and metasilicic acid as main components was used in this example. The electric nickel plating film is the power supply film 16
It also functions as an etching resist during etching. Therefore, the compositional components of the etching solution and the etching conditions may be determined in consideration of the etching selection ratios of nickel and copper and nickel and chromium. For example, specifically, in the sulfuric acid / hydrogen peroxide etchant used for etching copper, the sulfuric acid content is 50% or less at the maximum, and preferably 15% or less. As a result, copper can be etched with an etching selection ratio about 10 times that of nickel.

【0052】第七工程では、バンプパッド3および切断
部24およびその周囲のみが開口した表面保護膜6を形
成し、引き続き無電解金めっきを実施することでバンプ
パッド部3に金を成膜した。ここでは表面保護膜6とし
てソルダーレジストを使用し、これを半導体装置13の
全面に塗布した後に露光、現像することでパターンを形
成する。なお、ソルダーレジストの他にも感光性ポリイ
ミドや印刷用ポリイミドなどの材料を用いて表面保護膜
6を形成することも可能である。以上のような工程を経
ることで、表面保護膜6は、再配線用配線4、応力緩和
層5、保護膜8などを完全に覆うこととなる。このた
め、表面保護膜6は、再配線用配線4、応力緩和層5、
保護膜8が刺激性物質により変質、剥離、腐蝕すること
を抑止できる。
In the seventh step, the bump pad 3, the cut portion 24, and the surface protective film 6 having an opening only around the cut portion 24 are formed, and then electroless gold plating is performed to deposit gold on the bump pad portion 3. . Here, a solder resist is used as the surface protection film 6, and a pattern is formed by applying this to the entire surface of the semiconductor device 13 and then exposing and developing it. In addition to the solder resist, the surface protective film 6 can be formed using a material such as photosensitive polyimide or printing polyimide. Through the steps described above, the surface protection film 6 completely covers the rewiring wiring 4, the stress relaxation layer 5, the protection film 8, and the like. Therefore, the surface protection film 6 includes the redistribution wiring 4, the stress relaxation layer 5,
It is possible to prevent the protective film 8 from being deteriorated, peeled off, or corroded by the stimulating substance.

【0053】この第七工程までで、アルミパッド7から
バンプパッド3までの再配線用配線4およびバンプパッ
ド3が、半導体が形成されたウェーハ9上に図17およ
び図2に示すごとく形成される。
By the seventh step, the rewiring wiring 4 from the aluminum pad 7 to the bump pad 3 and the bump pad 3 are formed on the wafer 9 on which the semiconductor is formed, as shown in FIGS. 17 and 2. .

【0054】第八工程では、はんだボール搭載装置とリ
フロー炉を使用しバンプを形成する。つまり、はんだボ
ール搭載装置を利用することで、バンプパッド3上に所
定量のフラックスとはんだボールを搭載する。この際、
はんだボールはフラックスの粘着力によりバンプパッド
上に仮固定される。はんだボールが搭載された半導体ウ
ェーハをリフロー炉に投入することではんだボールは一
旦溶融し、その後再び固体化することで、図1に示した
バンプパッド3に接続したバンプ1となる。このほかに
も印刷機を用いてはんだペーストをバンプパッド3上に
印刷塗布し、これをリフローすることでバンプ1を形成
する方法もある。何れの方法においてもはんだ材料は様
々なものを選択することが可能となり、現時点において
市場に供給されているはんだ材料の多くが使用できる。
この他、はんだ材料は限定されるものの、めっき技術を
用いることで、バンプ1を形成する方法もある。また、
金や銅を核としたボールを使用したバンプや導電材料を
配合した樹脂を使用して形成したバンプを使用しても良
い。
In the eighth step, bumps are formed using a solder ball mounting device and a reflow furnace. That is, a predetermined amount of flux and solder balls are mounted on the bump pads 3 by using the solder ball mounting device. On this occasion,
The solder balls are temporarily fixed on the bump pads by the adhesive force of the flux. When the semiconductor wafer on which the solder balls are mounted is put into a reflow furnace, the solder balls are once melted and then solidified again to form the bumps 1 connected to the bump pads 3 shown in FIG. In addition to this, there is also a method of forming the bumps 1 by printing and applying a solder paste on the bump pads 3 using a printing machine and reflowing the solder paste. With either method, various solder materials can be selected, and most of the solder materials currently on the market can be used.
In addition, although the solder material is limited, there is also a method of forming the bump 1 by using a plating technique. Also,
A bump using a ball having gold or copper as a core or a bump formed using a resin mixed with a conductive material may be used.

【0055】第一工程から第九工程までの工程を経るこ
とで、図1に示した応力緩和層5を有し、かつ少ない工
程数で再配線用配線4が形成され、しかも再配線用配線
4の途中には応力が集中する屈曲部が存在しない半導体
装置13が実現できる。また、印刷技術を使用すること
で、露光や現像技術を用いることなく厚膜の絶縁層であ
る応力緩和層5をパターン形成することができ、その応
力緩和層5は再配線用配線4を形成するための斜面を有
することができる。
By performing the steps from the first step to the ninth step, the rewiring wiring 4 having the stress relaxation layer 5 shown in FIG. 1 is formed in a small number of steps, and the rewiring wiring 4 is formed. It is possible to realize the semiconductor device 13 in which there is no bent portion where stress is concentrated in the middle of 4. Further, by using the printing technique, it is possible to form a pattern of the stress relieving layer 5 which is a thick insulating layer without using an exposure or development technique, and the stress relieving layer 5 forms the rewiring wiring 4. Can have a slope for

【0056】本実施例によれば、アンダーフィルを実施
せず半導体装置13をフリップチップ接続した場合でも
半導体装置13の接続信頼性が大幅に向上する。このた
め本実施例によれば多くの電気製品においてアンダーフ
ィルを使用しないフリップチップ接続が可能となり、各
種電気製品の価格を低減することが可能となることがわ
かる。さらに、アンダーフィルを実施しないため、半導
体装置13の取り外しが可能となる。つまり、回路基板
に接続した半導体装置13が不良品であった場合、半導
体装置13を回路基板上から取り外し回路基板を再生す
ることが可能となり、これによっても各種電気製品の価
格を低減することが可能となる。
According to this embodiment, the connection reliability of the semiconductor device 13 is significantly improved even when the semiconductor device 13 is flip-chip connected without underfilling. Therefore, according to this embodiment, it is possible to perform flip-chip connection without using underfill in many electric products, and it is possible to reduce the price of various electric products. Furthermore, since the underfill is not performed, the semiconductor device 13 can be removed. That is, when the semiconductor device 13 connected to the circuit board is defective, it is possible to remove the semiconductor device 13 from the circuit board and regenerate the circuit board, which also reduces the price of various electric products. It will be possible.

【0057】次に、本実施例に係る応力緩和層5の材料
について説明する。本実施例で最も好適に使用される応
力緩和層5形成用の材料は、ペースト状のポリイミドで
あるがこれに限らず変成アミドイミド樹脂、エステルイ
ミド樹脂、エーテルイミド樹脂、ポリエステル樹脂、変
成シリコーン樹脂、変成アクリル樹脂などでもかまわな
い。上記列挙した樹脂のうち、イミド結合を有する樹
脂、例えばポリイミド、アミドイミド、エステルイミ
ド、エーテルイミド等では、イミド結合による強固な骨
格のおかげで熱機械的特性、例えば高温での強度などに
優れ、その結果として、配線のためのめっき給電膜形成
方法の撰択肢が広がる。例えば、スパッタなどの高温処
理を伴うめっき給電膜形成方法を選択できる。シリコー
ン樹脂やアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アミドイミ
ド、エステルイミド、エーテルイミドなどイミド結合以
外の結合で縮合した部分がある樹脂の場合、熱機械特性
は若干劣るものの加工性や樹脂価格などの点で有利な場
合がある。例えば、ポリエステルイミド樹脂では、一般
にポリイミドよりも硬化温度が低いため、扱いやすい。
本実施例では、これらの樹脂の中から素子特性、価格、
熱機械特性などを総合的に勘案してこれらの樹脂を適宜
使い分ける。応力緩和層5形成用の材料は、例えばエポ
キシ、フェノール、ポリイミド、シリコーン等の樹脂を
単独あるいは2種類以上配合し、これに各種界面との接
着性を改善するためのカップリング剤や着色剤等を配合
して用いることが可能である。
Next, the material of the stress relaxation layer 5 according to this embodiment will be described. The material most preferably used in this embodiment for forming the stress relaxation layer 5 is a paste-like polyimide, but not limited to this, a modified amide imide resin, an ester imide resin, an ether imide resin, a polyester resin, a modified silicone resin, Modified acrylic resin may be used. Among the resins listed above, resins having an imide bond, such as polyimide, amide imide, ester imide, and ether imide, have excellent thermomechanical properties, such as strength at high temperature, due to the strong skeleton by the imide bond, As a result, the choice of plating power supply film forming method for wiring is expanded. For example, it is possible to select a plating power supply film forming method involving high-temperature processing such as sputtering. In the case of a resin having a portion condensed by a bond other than an imide bond, such as a silicone resin, an acrylic resin, a polyester resin, an amide imide, an ester imide, or an ether imide, the thermo-mechanical property is slightly inferior, but it is advantageous in terms of processability and resin price. There are cases. For example, a polyesterimide resin is generally easier to handle because it has a lower curing temperature than polyimide.
In this embodiment, among these resins, the device characteristics, price,
These resins are properly used in consideration of thermo-mechanical properties and the like. As a material for forming the stress relaxation layer 5, for example, a resin such as epoxy, phenol, polyimide, or silicone is used alone or in combination of two or more, and a coupling agent or a coloring agent for improving the adhesiveness to various interfaces is added thereto. It is possible to mix and use.

【0058】応力緩和層5の弾性率は、室温において
0.1から10.0GPa程度のものが適用可能である
が、一般のポリイミドよりは弾性率が低いものが望まし
い。弾性率が0.1GPaを下回って小さすぎる場合に
は、後述する突起電極の形成や該半導体装置の機能試験
を行う際に配線部分が変形し易くなり断線等の問題が懸
念される。また、応力緩和層5の弾性率が10.0Gを
越えて大きくなると充分な応力の低減効果が得られず、
該半導体装置を基板に搭載した場合の接続信頼性が低下
することが懸念される。
The elastic modulus of the stress relaxation layer 5 may be about 0.1 to 10.0 GPa at room temperature, but a lower elastic modulus than that of general polyimide is desirable. If the elastic modulus is less than 0.1 GPa and is too small, the wiring portion is likely to be deformed during the formation of a projection electrode described later or the functional test of the semiconductor device, which may cause a problem such as disconnection. Further, if the elastic modulus of the stress relaxation layer 5 exceeds 10.0 G and becomes large, a sufficient stress reducing effect cannot be obtained,
There is a concern that the connection reliability when the semiconductor device is mounted on a substrate is reduced.

【0059】さらに、応力緩和層5用材料の硬化温度は
100℃から250℃までのものを用いる事が望まし
い。硬化温度がこれより低い場合、半導体製造時の工程
内での管理が難しく、硬化温度がこれより高くなると硬
化冷却時の熱収縮でウェーハ応力が増大したり、半導体
素子の特性が変化する懸念があるからである。硬化後の
応力緩和層はスパッタ、めっき、エッチングなどのさま
ざまな工程にさらされることから、耐熱性、耐薬品性、
耐溶剤性などの特性も要求される。具体的には、耐熱性
としてそのガラス転位温度(Tg)が150℃超400℃以
下であることが望ましく、より望ましくはTgが180℃
以上、最も好ましくはTgが200℃以上である。図41
はガラス転移温度(Tg)と線膨張係数の関係を示す実験結
果である。これより、ガラス転移温度(Tg)が200℃以
上であれば、クラックが発生していないことが分かる。な
お、工程中での様々な温度処理における変形量を抑える
観点から、Tg以下の領域での線膨脹係数(α1)は小
さいほど好ましい。具体的には3ppmに近いほどよ
い。一般に低弾性材料は線膨脹係数が大きい場合が多い
が、本実施例で好適な応力緩和層5材料の線膨脹係数の
範囲は3ppm〜300ppmの範囲であることが望ま
しい。より好ましくは3ppm〜200ppmの範囲で
あり、最も望ましい線膨脹係数は3ppm〜150pp
mの範囲である。一方、熱分解温度(Td)は約300℃
以上であることが望ましい。TgやTdがこれらの値を下回
っていると、プロセス中での熱工程、例えばスパッタや
スパッタエッチ工程で樹脂の変形、変質や分解が起こる
危険性がある。耐薬品性の観点から言うと、30%硫酸
水溶液や10%水酸化ナトリウム水溶液への24時間以
上の浸漬で変色、変形などの樹脂変質が起こらない事が
望ましい。耐溶剤性としては、溶解度パラメーター(S
P値)が8〜20(cal/cm3)1/2となることが望ましい。
応力緩和層5用がベースレジンに幾つかの成分を変成し
てなる材料である場合には、その組成の大部分が上記溶
解度パラメータの範囲にはいっていることが望ましい。
より具体的にいうと、溶解度パラメータ(SP値)が8
未満あるいは20超である成分が50重量%を越えて含
有されていないことが望ましい。これらの耐薬品性や耐
溶剤性が不十分だと適用可能な製造プロセスが限定され
る場合があり、製造原価低減の観点から好ましくないこ
ともある。現実的には、これらの特性を満足する材料コ
ストとプロセス自由度とを総合的に勘案した上で、応力
緩和層5用の材料を決定すると良い。
Further, it is desirable to use a material for the stress relaxation layer 5 having a curing temperature of 100 ° C. to 250 ° C. If the curing temperature is lower than this, it is difficult to control in the process during semiconductor manufacturing, and if the curing temperature is higher than this, there is a concern that the wafer stress will increase due to heat shrinkage during cooling for curing, or the characteristics of the semiconductor element will change. Because there is. Since the stress relaxation layer after curing is exposed to various processes such as sputtering, plating, and etching, heat resistance, chemical resistance,
Properties such as solvent resistance are also required. Specifically, the glass transition temperature (Tg) of the heat resistance is preferably more than 150 ° C and 400 ° C or less, more preferably Tg of 180 ° C.
As described above, the Tg is most preferably 200 ° C. or higher. Figure 41
Are experimental results showing the relationship between the glass transition temperature (Tg) and the coefficient of linear expansion. From this, it can be seen that if the glass transition temperature (Tg) is 200 ° C. or higher, no crack is generated. From the viewpoint of suppressing the amount of deformation in various temperature treatments during the process, the smaller the linear expansion coefficient (α1) in the region of Tg or less, the better. Specifically, the closer to 3 ppm, the better. In general, a low elastic material often has a large linear expansion coefficient, but the range of the linear expansion coefficient of the material of the stress relaxation layer 5 suitable in this embodiment is preferably in the range of 3 ppm to 300 ppm. The range of 3 ppm to 200 ppm is more preferable, and the most desirable linear expansion coefficient is 3 ppm to 150 pp.
The range is m. On the other hand, the thermal decomposition temperature (Td) is about 300 ℃
The above is desirable. If Tg and Td are below these values, there is a risk that the resin may be deformed, deteriorated, or decomposed in a heat step in the process, for example, a sputter or a sputter etch step. From the viewpoint of chemical resistance, it is desirable that resin deterioration such as discoloration or deformation does not occur by immersion in a 30% sulfuric acid aqueous solution or a 10% sodium hydroxide aqueous solution for 24 hours or more. Solvent resistance includes solubility parameter (S
It is desirable that the P value) be 8 to 20 (cal / cm3) 1/2.
When the material for the stress relaxation layer 5 is a material obtained by modifying a base resin with some components, it is desirable that most of the composition thereof falls within the above-mentioned solubility parameter range.
More specifically, the solubility parameter (SP value) is 8
It is desirable that the content of less than or more than 20 is not contained in more than 50% by weight. Insufficient chemical resistance and solvent resistance may limit the applicable manufacturing process, and may be unfavorable from the viewpoint of manufacturing cost reduction. In reality, it is preferable to determine the material for the stress relaxation layer 5 after comprehensively considering the material cost and the process flexibility that satisfy these characteristics.

【0060】続いて、応力緩和層の膜厚とウェーハ応力
およびα線の関係について説明する。図18は、応力緩
和層の膜厚とウェーハ応力の関係を示したものである。
図18に示したように、応力緩和層は直径8インチウェ
ーハに塗布し硬化させた場合、150マイクロメートル
よりも膜厚が厚くなるとウェーハ応力が大きくなり、ウ
ェーハの反りが大きくなったり、ウェーハのクラック、
絶縁膜のはがれ等が発生しやすくなる。
Next, the relationship between the film thickness of the stress relaxation layer and the wafer stress and α ray will be described. FIG. 18 shows the relationship between the film thickness of the stress relaxation layer and the wafer stress.
As shown in FIG. 18, when the stress relaxation layer is applied and cured on a wafer having a diameter of 8 inches, when the film thickness becomes thicker than 150 μm, the wafer stress becomes large and the warp of the wafer becomes large. crack,
Peeling of the insulating film is likely to occur.

【0061】一方、図19には、応力緩和層の厚さと応
力緩和層中を透過するα線量との関係を示した。α線
は、半導体装置に用いられるはんだ中に不純物として含
まれるウラニウムやトリウム等の崩壊によって発生し、
トランジスタ部の誤動作を引き起こす。図19に示した
ように、応力緩和層の厚さが35マイクロメートルより
厚くなるとα線はほとんど透過せず、α線による誤動作
の問題は生じない。反対に35マイクロメートルより応
力緩和層の厚さが薄くなるとα線が透過するため、α線
による誤動作が起こりやすくなることが分かる。
On the other hand, FIG. 19 shows the relationship between the thickness of the stress relaxation layer and the α dose transmitted through the stress relaxation layer. α rays are generated by the decay of uranium, thorium, etc. contained as impurities in the solder used for semiconductor devices,
It causes the malfunction of the transistor part. As shown in FIG. 19, when the thickness of the stress relaxation layer is thicker than 35 μm, α rays hardly penetrate, and the problem of malfunction due to α rays does not occur. On the contrary, when the thickness of the stress relaxation layer is thinner than 35 μm, α-rays are transmitted, so that malfunction due to α-rays easily occurs.

【0062】これらの関係から、応力緩和層の厚さを3
5マイクロメートル以上150マイクロメートル以下に
することにより、半導体素子表面に形成した回路部分ま
でα線が到達するのを防止し、かつ半導体装置とこれを
搭載した基板との接続信頼性を確保することができる。
なお、半導体装置の構成によっては、同一素子内にα線
の影響を受けやすい部分、例えばトランジスタの誤作動
を受けやすいメモリセル110等と、α線の影響を受け
にくい部分がある。そこで、α線に対して特に影響を受
けやすい部分に対して、図20、21に示すように応力
緩和層の厚さを35マイクロメートル以上150マイク
ロメートル以下にすることにより、半導体素子表面に形
成した回路部分までα線が到達するのを防止することが
できる。なお、α線の影響を受けにくい領域に形成する
応力緩和層の厚みは35マイクロメータを下回るように
しても、α線遮蔽の観点では問題がない。従って、例え
ば、図21に示すようにα線遮蔽が必要な領域の応力緩
和層を厚く形成し、その他の領域では応力緩和層を薄く
形成し、応力緩和層全体の平均厚みを35マイクロメー
トル以上150マイクロメートル以下にすることもでき
る。このような工夫を施す場合には、各バンプにかかる
熱応力ひずみの大きさを勘案した半導体装置の構成とす
ることが望ましい。一般に半導体装置13の外周へいく
ほど熱応力ひずみを受けやすく厚めの応力緩和層が必要
となるから、α線に対して影響を受けやすいトランジス
タ領域を半導体装置13の外周に配置し、α線に対して
影響を受けにくい領域を半導体装置13の中央付近に配
置するとよい。例えば、図38に示すように、応力緩和
層5の厚みを半導体装置13の中央付近は薄く、外周部
に行くほど次第に厚くすることも可能である。この場
合、中央付近のバンプは他のバンプと比べて接続高さが
大きくなるとともに接続角が小さくなるため、バンプそ
のものの応力緩和機能が増大して、薄くなった応力緩和
層5の応力緩和機能を代替している。なお、α線の影響
を全く受けない領域を有する半導体装置13の場合に
は、図39に示すようにα線の影響を受けない領域を半
導体装置13の中央付近に配置すれば、半導体装置13
の中央付近には応力緩和層5を形成しなくても構わな
い。次に他の実施例として、応力緩和層と組成が異なる
微粒子を包含する応力緩和層の実施例について説明す
る。
From these relationships, the thickness of the stress relaxation layer should be 3
To prevent α rays from reaching the circuit portion formed on the surface of the semiconductor element and to secure the connection reliability between the semiconductor device and the substrate on which the semiconductor device is mounted by setting the distance to 5 μm or more and 150 μm or less. You can
Depending on the configuration of the semiconductor device, there are a part that is easily affected by α-rays, for example, a memory cell 110 that is easily affected by a transistor malfunction and a part that is not easily affected by α-rays in the same element. Therefore, as shown in FIGS. 20 and 21, the stress relaxation layer is formed on the surface of the semiconductor element by setting the thickness of the stress relaxation layer to 35 μm or more and 150 μm or less for a portion that is particularly susceptible to α rays. It is possible to prevent the α ray from reaching the circuit portion. It should be noted that there is no problem from the viewpoint of α-ray shielding even if the thickness of the stress relaxation layer formed in the region less susceptible to α-rays is less than 35 μm. Therefore, for example, as shown in FIG. 21, the stress relaxation layer is formed thick in a region where α-ray shielding is required, and the stress relaxation layer is formed thin in other regions, and the average thickness of the entire stress relaxation layer is 35 μm or more. It can be 150 micrometers or less. When such a measure is taken, it is desirable that the semiconductor device be configured in consideration of the magnitude of thermal stress strain applied to each bump. In general, a thicker stress relaxation layer is more likely to be subjected to thermal stress strain as it goes to the outer periphery of the semiconductor device 13. Therefore, a transistor region that is easily affected by α rays is arranged on the outer periphery of the semiconductor device 13 and On the other hand, it is preferable that the region that is not easily affected is arranged near the center of the semiconductor device 13. For example, as shown in FIG. 38, the stress relaxation layer 5 may be thin near the center of the semiconductor device 13 and gradually thicker toward the outer periphery. In this case, the bump near the center has a larger connection height and a smaller connection angle than the other bumps, so that the stress relaxation function of the bump itself is increased and the stress relaxation function of the thinned stress relaxation layer 5 is increased. Has been replaced. In the case of the semiconductor device 13 having a region that is not affected by α rays at all, if the region that is not influenced by α rays is arranged near the center of the semiconductor device 13 as shown in FIG.
It is not necessary to form the stress relaxation layer 5 near the center of. Next, as another example, an example of a stress relaxation layer including fine particles having a composition different from that of the stress relaxation layer will be described.

【0063】上述した応力緩和層5に含まれる微粒子
は、応力緩和層5と同一材料で、同じ物性を有してい
る。応力緩和層中で微粒子が分散することで印刷に必要
な粘弾性特性を有することができる。
The fine particles contained in the stress relaxation layer 5 described above are made of the same material as the stress relaxation layer 5 and have the same physical properties. By virtue of the fine particles dispersed in the stress relaxation layer, it is possible to have the viscoelastic properties required for printing.

【0064】しかし、この構造では、ウェーハと応力緩
和層5との境界で物性値が急激に変化するため熱応力等
がその境界部分に集中して配線が断線等する可能性があ
る。
However, in this structure, since the physical property values change abruptly at the boundary between the wafer and the stress relaxation layer 5, there is a possibility that thermal stress or the like concentrates on the boundary and the wiring is broken.

【0065】そこで、本実施例では、ウェーハの回路形
成面上に形成された応力緩和層5の特性を厚み方向で異
ならせ、ウェーハ表面側の応力緩和層の特性がウェーハ
の特性に近くなるようにした。
Therefore, in this embodiment, the characteristics of the stress relaxation layer 5 formed on the circuit formation surface of the wafer are made different in the thickness direction so that the characteristics of the stress relaxation layer on the front surface side of the wafer become close to the characteristics of the wafer. I chose

【0066】これにより、ウェーハ上面と応力緩和層下
面の境界部における特性の差を少なくし、これらの上に
設けた配線に不連続な力や、応力緩和層の膨張収縮によ
る引張りや圧縮、曲げの応力が配線部に加わらないよう
にすることで、配線部の断線防止が可能となる。
As a result, the difference in characteristics at the boundary between the upper surface of the wafer and the lower surface of the stress relaxation layer is reduced, and the discontinuity of the wiring provided on these and the tension, compression, and bending due to the expansion and contraction of the stress relaxation layer. It is possible to prevent disconnection of the wiring portion by preventing the stress of 1 from being applied to the wiring portion.

【0067】さらに、ウェーハ側の応力緩和層5の特性
はウェーハに近く、該半導体装置を搭載する基板側はそ
の基板の特性に近くすることにより、応力緩和層5上の
配線のみならず該半導体装置と前記基板の接続部の接続
寿命向上にも有効である。
Further, the characteristics of the stress relaxation layer 5 on the wafer side are close to those of the wafer, and the characteristics of the substrate on which the semiconductor device is mounted are close to the characteristics of the substrate. It is also effective in improving the connection life of the connection part between the device and the substrate.

【0068】ここで、応力緩和層5の厚み方向で漸次変
化する特性として、熱膨脹係数あるいは弾性率等が考え
られる。そして、応力緩和層の特性を変化させる具体的
な手段として、図22に示すように、絶縁性の粒子であ
るシリカ粒子102を配合し、応力緩和層5の厚さ方向
にシリカ粒子102の配合量の分布を持たせ熱膨脹係数
や弾性率を徐々に変化させる。シリカ粒子102が多く
分布している部分では、応力緩和層5の熱膨張係数が小
さく弾性率は高くなる。一方、シリカ粒子102の配合
量が少なくなると熱膨脹係数は大きくなり弾性率は低く
なる。
Here, the coefficient of thermal expansion or elastic modulus may be considered as a characteristic that gradually changes in the thickness direction of the stress relaxation layer 5. Then, as a specific means for changing the characteristics of the stress relaxation layer, as shown in FIG. 22, silica particles 102 that are insulating particles are mixed, and the silica particles 102 are mixed in the thickness direction of the stress relaxation layer 5. The coefficient of thermal expansion and elastic modulus are gradually changed by providing a quantity distribution. In a portion where a large amount of silica particles 102 are distributed, the coefficient of thermal expansion of the stress relaxation layer 5 is small and the elastic modulus is high. On the other hand, when the blending amount of the silica particles 102 decreases, the coefficient of thermal expansion increases and the elastic modulus decreases.

【0069】本実施例における半導体装置の製造工程
も、ウェーハ上の回路形成、応力緩和層形成、シリカ粒
子の分布、応力緩和層上の配線形成等をウェーハ状態で
行うことにより、全体工程の簡略化、製造時のバラツキ
等が少なく配線部の寿命向上が可能である。
Also in the manufacturing process of the semiconductor device of this embodiment, the circuit formation on the wafer, the stress relaxation layer formation, the distribution of silica particles, the wiring formation on the stress relaxation layer, etc. are performed in the wafer state, thereby simplifying the whole process. It is possible to improve the life of the wiring part with less variation in manufacturing and manufacturing.

【0070】本実施例では、応力緩和層5に弾性率や熱
膨脹を調整するための絶縁粒子である、シリカ、アルミ
ナ、窒化ホウ素等の無機材料からなる粒子を一種類ある
いは二種類以上配合し、また必要に応じてポリイミドや
シリコーン等の有機材料からなる粒子を適宜配合しても
よい。
In this example, one type or two or more types of particles made of an inorganic material such as silica, alumina, and boron nitride, which are insulating particles for adjusting the elastic modulus and thermal expansion, are mixed in the stress relaxation layer 5, If necessary, particles made of an organic material such as polyimide or silicone may be appropriately mixed.

【0071】さらに、シリカ粒子や絶縁樹脂層を構成す
る各種界面との接着性向上のためアルコキシシランやチ
タネート等からなるカップリング剤、樹脂の破断伸びや
破断強度を向上させる熱可塑性樹脂等の改質剤、ウェー
ハ上に形成された回路部の紫外線等による誤動作を防止
するため絶縁樹脂層を着色するための染料や顔料、樹脂
層の硬化反応を促進させるための硬化促進剤等を配合す
ることも可能である。
Further, in order to improve the adhesiveness with silica particles or various interfaces constituting the insulating resin layer, a coupling agent made of alkoxysilane, titanate or the like, or a thermoplastic resin or the like for improving the elongation at break or the breaking strength of the resin is improved. Compounding agents such as dyes and pigments for coloring the insulating resin layer to prevent malfunction of the circuit part formed on the wafer due to ultraviolet rays, etc., and curing accelerators for promoting the curing reaction of the resin layer, etc. Is also possible.

【0072】厚さ方向で特性を変化させた応力緩和層5
の形成方法としては、例えば前記記載の材料を配合して
なる液状の応力緩和層5をウェーハの回路面上に塗布
し、この応力緩和層5を加熱硬化する過程で、配合した
シリカ等からなる絶縁粒子をウェーハ側に漸次沈降させ
る方法がある。シリカ粒子の粒子径に分布が有る場合、
粒子径の大きい粒子ほど沈降が早く、粒子径の小さい粒
子ほど沈降し難く、ウェーハを下側にして応力緩和層の
加熱硬化を行うと、応力緩和層の厚み方向で特性の分布
が形成される。
Stress relaxation layer 5 whose characteristics are changed in the thickness direction
As a method of forming the above, for example, a liquid stress relaxation layer 5 containing the above-mentioned materials is applied on the circuit surface of the wafer, and the stress relaxation layer 5 is heated and hardened. There is a method in which the insulating particles are gradually settled on the wafer side. If there is a distribution in the particle size of the silica particles,
The larger the particle size, the faster the settling, and the smaller the particle size, the harder the settling. When the stress relaxation layer is heat-cured with the wafer facing down, a distribution of characteristics is formed in the thickness direction of the stress relaxation layer. ..

【0073】応力緩和層5に配合されたシリカ粒子の膜
厚方向での濃度分布を制御する方法としては、絶縁樹脂
の硬化温度、硬化温度プロファイルを適宜調整したり、
硬化の進行を早めるための硬化促進剤の配合量や種類、
あるいは硬化を遅らせるための反応抑制剤等を適宜配合
する方法やシリカ粒子等絶縁粒子の粒子径分布を変更す
る方法がある。
As a method of controlling the concentration distribution of the silica particles blended in the stress relaxation layer 5 in the film thickness direction, the curing temperature and curing temperature profile of the insulating resin may be appropriately adjusted,
Compounding amount and type of curing accelerator to accelerate the progress of curing,
Alternatively, there is a method of appropriately blending a reaction inhibitor or the like for delaying curing, and a method of changing the particle size distribution of insulating particles such as silica particles.

【0074】本実施例に適用可能なシリカ粒子は、溶融
しインゴット化したシリカの塊を破砕したものや、シリ
カインゴットを破砕後、再度シリカ粒子を加熱溶融して
球形化したもの、さらに合成したシリカ粒子等が適用可
能である。シリカ粒子の粒子径分布や配合量は、本実施
例の構造を適用する半導体装置の大きさ、厚さ、集積
度、応力緩和層5の厚さ、粒子の粒径や搭載する基板の
種類によって種々変更可能である。
The silica particles applicable to the present embodiment are those obtained by crushing fused and ingot-formed silica lumps, crushing the silica ingot, and then again heating and melting the silica particles to make them spherical, and further synthesized. Silica particles and the like are applicable. The particle size distribution and blending amount of the silica particles depend on the size, the thickness, the degree of integration, the thickness of the stress relaxation layer 5, the particle size of the particles and the type of the substrate to which the structure of this embodiment is applied. Various changes are possible.

【0075】印刷法により応力緩和層5を形成する場
合、印刷の方法によっては、適用するマスクの寸法によ
っても粒子径の分布を変更する必要が生じる場合もあ
る。
When the stress relaxation layer 5 is formed by the printing method, depending on the printing method, it may be necessary to change the particle size distribution depending on the size of the mask to be applied.

【0076】なお、応力緩和層5は一回の印刷で形成さ
れる必要はなく、図23に示すように、少なくとも2回
以上の印刷で形成してもよい。さらに、それぞれの層に
含まれるシリカ粒子の配合量を異ならせて印刷してもよ
い。
The stress relaxation layer 5 need not be formed by printing once, but may be formed by printing at least twice as shown in FIG. Further, printing may be performed by changing the compounding amount of silica particles contained in each layer.

【0077】本実施例では、ウェーハの回路部から応力
緩和層上に設けた電極に至る段階で、配線が形成される
部分の物性が急激に変化しないので、配線の一部に大き
な力が集中することが無く、配線の断線防止が可能とな
る。
In this embodiment, since the physical properties of the portion where the wiring is formed do not change rapidly at the stage from the circuit portion of the wafer to the electrode provided on the stress relaxation layer, a large force is concentrated on a portion of the wiring. It is possible to prevent disconnection of the wiring.

【0078】次に、半導体装置13の周辺寄りに存在す
るバンプ1直下の応力緩和層5の膜厚を他の箇所と比べ
薄くした半導体装置13の実施例の一例を図24を用い
て説明する。この実施例では、最外周のバンプ1aは、
その一つ内側のバンプ1bとくらべ、δだけ高さが低く
なっている。
Next, an example of an embodiment of the semiconductor device 13 in which the film thickness of the stress relaxation layer 5 immediately below the bump 1 existing near the periphery of the semiconductor device 13 is made thinner than that of other portions will be described with reference to FIG. . In this embodiment, the outermost bump 1a is
The height is lower by δ than the bump 1b on the inside.

【0079】半導体装置13の周辺部について応力緩和
層5の膜厚を薄くする方法としては、ペースト状のポリ
イミド材料などの応力緩和層形成材料中に含まれる微小
粒子の有無、粒子の形状や配合、印刷速度、版離れ速
度、印刷回数等の印刷条件、ペースト中の溶媒の割合な
どを変更する方法がある。
As a method of reducing the film thickness of the stress relaxation layer 5 in the peripheral portion of the semiconductor device 13, the presence or absence of fine particles contained in the stress relaxation layer forming material such as a paste-like polyimide material, the shape and mixing of the particles. The printing speed, the plate separation speed, the printing conditions such as the number of times of printing, and the ratio of the solvent in the paste can be changed.

【0080】一般に半導体装置13の周辺寄りに存在す
るバンプ1aには、回路基板14に半導体装置13を接
続した後の各種負荷により、その他のバンプ1b等と比
べ大きな歪みが生じている。例えば、半導体装置13と
回路基板14との線膨張係数は異なるため、温度上昇時
には半導体装置13の周辺寄りのバンプ1aになるほど
大きな歪みが発生する。この歪みが大きい場合や繰り返
し作用する場合、半導体装置13の周辺よりのバンプ1
aは破壊しやすい。
Generally, the bump 1a existing near the periphery of the semiconductor device 13 has a larger distortion than the other bumps 1b due to various loads after the semiconductor device 13 is connected to the circuit board 14. For example, since the semiconductor device 13 and the circuit board 14 have different linear expansion coefficients, when the temperature rises, the bumps 1a near the periphery of the semiconductor device 13 are more distorted. If this strain is large or if it repeatedly acts, the bump 1 from the periphery of the semiconductor device 13
a is easy to destroy.

【0081】本実施例にあるように半導体装置13の周
辺寄りについて応力緩和層5の膜厚を薄くすると、対応
した箇所のバンプ1の形状を制御することが可能とな
り、回路基板14に接続した際にバンプ1は図25に示
したような縦長バンプ1aaとなる。このような縦長バ
ンプ1aaでは、体積自体はその他のバンプ1と同一で
あるため、バンプ1とバンプパッド3との接触角および
バンプ1と回路基板14上のパッドとの接触角が大きく
なる。つまり、図25においてはα1>α2、β1>β
2となる。
When the thickness of the stress relaxation layer 5 is reduced near the periphery of the semiconductor device 13 as in the present embodiment, it becomes possible to control the shape of the bump 1 at the corresponding portion, and the bump 1 is connected to the circuit board 14. At this time, the bump 1 becomes a vertically long bump 1aa as shown in FIG. Since the volume of the vertical bump 1aa is the same as that of the other bumps 1, the contact angle between the bump 1 and the bump pad 3 and the contact angle between the bump 1 and the pad on the circuit board 14 are large. That is, in FIG. 25, α1> α2, β1> β
It becomes 2.

【0082】接触角が大きくなることで、バンプとバッ
ドとの接続部に対する応力集中は緩和されることとな
る。このように応力緩和層5の膜厚を半導体装置13の
周辺部のバンプパッド3形成箇所についてその他の部分
より薄くし、バンプ1の形状を縦長とすることで、半導
体装置13と回路基板14との接続信頼性を向上させる
ことが出来る。なお、応力緩和層5の断面形状は、バン
プ1の高さが半導体装置13の回路基板14に対する接
続時に支障のない範囲内で設計することが可能であり、
様々なものが考えられる。
By increasing the contact angle, the stress concentration on the connecting portion between the bump and the pad is alleviated. In this way, the film thickness of the stress relaxation layer 5 is made thinner in the peripheral portion of the semiconductor device 13 where the bump pads 3 are formed than in the other portions, and the bumps 1 are formed to be vertically long. The connection reliability of can be improved. The cross-sectional shape of the stress relaxation layer 5 can be designed within the range in which the height of the bump 1 does not hinder the connection of the semiconductor device 13 to the circuit board 14.
Various things are possible.

【0083】δの大きさは、(1)最外周に位置する縦
長バンプ1aaに要求される応力緩和特性、(2)半導
体装置13の機能検査時におけるバンプ高さバラツキ許
容値、(3)半導体装置13の回路基板14に対する接
続時のバンプ高さバラツキ許容値、などを考慮して決定
する。より具体的に記述すると、上記応力緩和特性は応
力緩和層5の弾性率と半導体装置13のサイズから求ま
る。一方、機能検査時や接続時のバラツキについては、
はんだボールや応力緩和層5の変形も考慮したうえでそ
れらの許容値を求める。例えば、機能検査はバンプ上面
から検査治具を押しつけて応力緩和層5を変形させれ
ば、バンプ高さバラツキが実質的に存在しない状態で機
能検査することが可能である。このような操作を行った
としても、応力緩和層5ははんだバンプ材料と比べて相
当に弾性率が低いため、はんだバンプの変形よりも応力
緩和層5の変形が優先して起こり、はんだバンプへ傷が
付いたりすることも無い。それゆえ、応力緩和特性から
要求されるδの値が、機能検査装置で要求されているバ
ンプ高さバラツキよりも大きくなったとしても、応力緩
和層5の変形によって対応できる範囲であれば差し支え
ない。また、応力緩和材料は弾性体であるため、検査終
了後には形状が復旧するので基板への接続時にも特段の
問題はない。このことを勘案すると、事実上、前記
(1)および(3)からδが決定されることとなる。前
述のように応力緩和特性は、応力緩和層5の膜厚が35
乃至150マイクロメートルで良い結果が得られるた
め、応力緩和特性からはδ=150−35=115マイ
クロメートルとなる。また、δ=115マイクロメート
ルという値は、回路基板14への接続の際に許容される
上限値とほぼ等しい。よってδの値は115マイクロメ
ートルが多くの場合、上限値となる。
The magnitude of δ is (1) the stress relaxation characteristics required for the vertically elongated bumps 1aa located at the outermost periphery, (2) the tolerance value of the bump height variation during the functional inspection of the semiconductor device 13, and (3) the semiconductor. It is determined in consideration of a bump height variation allowable value when the device 13 is connected to the circuit board 14, and the like. More specifically, the stress relaxation characteristic is obtained from the elastic modulus of the stress relaxation layer 5 and the size of the semiconductor device 13. On the other hand, regarding the variation at the time of function inspection and connection,
The allowable values of the solder balls and the stress relaxation layer 5 are calculated in consideration of their deformations. For example, in the function inspection, if the inspection jig is pressed from the top surface of the bump to deform the stress relaxation layer 5, it is possible to perform the function inspection in the state where there is substantially no bump height variation. Even if such an operation is performed, since the stress relaxation layer 5 has a considerably lower elastic modulus than the solder bump material, the deformation of the stress relaxation layer 5 takes priority over the deformation of the solder bump, and the solder bump is deformed. It will not be scratched. Therefore, even if the value of δ required from the stress relaxation characteristic becomes larger than the bump height variation required in the function inspection device, it may be within a range that can be dealt with by the deformation of the stress relaxation layer 5. . Further, since the stress relaxation material is an elastic body, its shape is restored after the inspection is completed, so that there is no particular problem when connecting to the substrate. Taking this into consideration, δ is effectively determined from the above (1) and (3). As described above, the stress relaxation characteristic is that the film thickness of the stress relaxation layer 5 is 35
Since a good result can be obtained in the range of ˜150 μm, δ = 150−35 = 115 μm from the stress relaxation characteristic. Further, the value of δ = 115 μm is substantially equal to the upper limit value allowed when connecting to the circuit board 14. Therefore, the value of δ is the upper limit in many cases of 115 μm.

【0084】また、本実施例の構造は、半導体装置の微
細化が進み、半導体装置の配線の関係上、応力緩和層の
傾斜部にバンプを形成しなければならない場合にも適応
できる。なお、上記図24では最外周バンプ1aとその
1つ内側のバンプ1bとで高さに差を付けるために応力
緩和層5の厚みを制御しているが、その他の制御方法と
して、保護層8の構造調整による方法もある。例えば、
図40に示したように最外周バンプ1aの直下では保護
膜8の有機層を形成しないか、あるいはごく薄く形成す
るにとどめ、バンプ1bより内側では保護膜8の有機層
を厚めに形成するなどの方法がある。必要に応じ、応力
緩和層5の厚みと保護層8の有機層厚みとを適宜調整し
制御することにより所望の高さ差δを達成することも何
ら問題はない。
Further, the structure of this embodiment can be applied to the case where the miniaturization of the semiconductor device is advanced and the bumps must be formed on the inclined portions of the stress relaxation layer due to the wiring of the semiconductor device. In FIG. 24, the thickness of the stress relaxation layer 5 is controlled in order to make the heights of the outermost bump 1a and the bump 1b one inside thereof different, but as another control method, the protective layer 8 may be used. There is also a method by adjusting the structure of. For example,
As shown in FIG. 40, the organic layer of the protective film 8 is not formed just under the outermost peripheral bump 1a, or is formed very thin, and the organic layer of the protective film 8 is formed thicker inside the bump 1b. There is a method. There is no problem in achieving the desired height difference δ by appropriately adjusting and controlling the thickness of the stress relaxation layer 5 and the organic layer thickness of the protective layer 8 as necessary.

【0085】また、半導体装置の最外周に位置するバン
プには外力が加わりやすく、はんだに亀裂等ができる場
合があるので、最外周に位置するバンプのうちいくつか
は緩衝部材として用いてもよい。この場合、緩衝部材と
して使用するバンプは、アルミパッド7と電気的に接続
されない、半導体装置が電気的に動作する上で不要なも
のとすることが望ましい。これにより、半導体装置が電
気的に動作する上で必要なその他のバンプで破断が発生
するまでの期間を延長することが出来る。なお、緩衝部
材とする幾つかのバンプについては、バンプ径を大きく
することでも更にバンプ破断までの期間を延長すること
が出来る。なお、本実施例では好適なバンプ径を大きく
するために公知慣用のいずれの方法を用いても良いが、
特に好適な方法を1つ例示すると、はんだの体積自体は
その他のバンプと同一にしたままバンプランド(パッ
ド)を大きくすることである。パッドを大きくすること
により接続径は大きくなる一方、はんだの体積は他と同
じであるためバンプ高さが低くなり、その結果として、
回路基板14に接続した際にバンプとパッドとの接触角
が大きくなってバンプとパッドの接触点への応力集中を
回避できる。応力集中がなくなったことによってはんだ
内でのクラック進展が遅くなるとともに、バンプ径が増
大したことによって破断に至るまでのクラック長さの絶
対値そのものも大きくなっているので、バンプ破断まで
の期間延長に大きく貢献する。
Further, an external force is easily applied to the bumps located on the outermost periphery of the semiconductor device, which may cause cracks or the like in the solder. Therefore, some of the bumps located on the outermost periphery may be used as a cushioning member. . In this case, it is preferable that the bumps used as the cushioning members are not electrically connected to the aluminum pads 7 and are unnecessary for the electrical operation of the semiconductor device. As a result, it is possible to extend the period until breakage occurs in other bumps necessary for electrically operating the semiconductor device. For some bumps used as cushioning members, it is possible to further extend the time until the bump breaks by increasing the bump diameter. In the present embodiment, any known method may be used to increase the suitable bump diameter,
One particularly suitable method is to increase the bump land (pad) while keeping the solder volume itself the same as the other bumps. The larger the pad, the larger the connection diameter, while the volume of solder is the same as the others, which lowers the bump height.
When connected to the circuit board 14, the contact angle between the bump and the pad is increased, so that stress concentration at the contact point between the bump and the pad can be avoided. As the crack concentration in the solder slows down due to the lack of stress concentration, and the absolute value of the crack length up to fracture also increases due to the increase in the bump diameter, extending the period until bump fracture. Greatly contribute to.

【0086】また、半導体装置を接続する回路基板の配
線引き出しの設計を容易にするという観点から考える
と、半導体装置の中央付近に電源またはグランド線を配
置することが望ましく、その結果として、図26(a)
(b)に示すようにアルミパッド7とアルミパッドから
の距離が近いバンプパッドを接続する再配線用配線4は
信号線として、遠いバンプパッドを接続する最配線用配
線4は電源またはグランド線として用いることが望まし
い。この場合、アルミパッドからの距離が近いバンプは
応力緩和層5の傾斜部に位置する場合もある。また、電
源またはグランド線は信号線よりも配線幅を広くするよ
うにしてもよい。
Further, from the viewpoint of facilitating the design of the wiring lead-out of the circuit board for connecting the semiconductor device, it is desirable to dispose the power supply or ground line near the center of the semiconductor device. As a result, FIG. (A)
As shown in (b), the rewiring wiring 4 for connecting the aluminum pad 7 and the bump pad close to the aluminum pad is a signal line, and the rewiring wiring 4 for connecting the distant bump pad is a power supply or ground wire. It is desirable to use. In this case, the bump that is close to the aluminum pad may be located on the inclined portion of the stress relaxation layer 5. In addition, the power supply line or the ground line may be wider than the signal line.

【0087】半導体装置の他の実施例を図27に示す。
本実施例では、応力緩和層5を半導体が形成されたウェ
ーハ9上の隣の半導体装置13にまたがった状態で形成
している。アルミパッド7、バンプパッド3、およびこ
れらを接続する再配線用配線4は、再配線用配線4が半
導体装置13と隣の半導体装置13との境界を横断する
ことがないように設計上の工夫がなされている。製造工
程は、既に説明したものと基本的には同じであるが、第
七工程以降に違いがある。
Another embodiment of the semiconductor device is shown in FIG.
In this embodiment, the stress relaxation layer 5 is formed so as to extend over the adjacent semiconductor device 13 on the wafer 9 on which the semiconductor is formed. The aluminum pad 7, the bump pad 3, and the rewiring wiring 4 connecting these are designed so that the rewiring wiring 4 does not cross the boundary between the semiconductor device 13 and the adjacent semiconductor device 13. Has been done. The manufacturing process is basically the same as that described above, but there are differences after the seventh process.

【0088】半導体ウェーハを切断する際には、応力緩
和層5の切断も必要となるが、応力緩和層5は低弾性材
料であるため、大部分がシリコンからなり強度が異なる
半導体が形成されたウェーハ9と一括して切断すること
は難しい。このため、まず応力緩和層5に対する切断を
行った後に、半導体が形成されたウェーハ9をダイシン
グする。以下、図28を用いて説明する。
When the semiconductor wafer is cut, it is necessary to cut the stress relaxation layer 5, but since the stress relaxation layer 5 is a low elastic material, a semiconductor which is mostly made of silicon and has different strength is formed. It is difficult to cut together with the wafer 9. Therefore, after the stress relaxation layer 5 is cut, the wafer 9 having the semiconductor formed thereon is diced. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.

【0089】まず、第七改良工程にて応力緩和層5のみ
を切断する。切断方法としては、低弾性樹脂材料の切断
に向いた回転刃を使用するのが良い。このほかにも炭酸
ガスレーザやサンドブラストなどを使用することができ
る。
First, only the stress relaxation layer 5 is cut in the seventh improvement step. As a cutting method, it is preferable to use a rotary blade suitable for cutting the low elastic resin material. In addition to this, a carbon dioxide gas laser or sandblast can be used.

【0090】第八改良工程においては、表面保護膜6と
してソルダーレジストを全面に塗布する。塗布方法とし
ては、スピンコート法のほかメッシュ状のマスクを用い
た印刷やカーテンコーティングでも良い。ソルダーレジ
ストを塗布するためにも第七改良工程における応力緩和
層5の切断部の壁面は、垂直ではなく逆ハの字状となる
ようにすることが望ましい。このコーティングを第七改
良工程における応力緩和層の切断後に行うことで、応力
緩和層5が、半導体が形成されたウェーハ9の表面より
剥離する要因となったり、半導体の性能劣化を引き起こ
すイオン等の異物の侵入を軽減でき、耐久性などを確保
したデバイスを提供することができる。
In the eighth improving step, a solder resist is applied to the entire surface as the surface protective film 6. As a coating method, printing using a mesh mask or curtain coating may be used in addition to the spin coating method. Also in order to apply the solder resist, it is desirable that the wall surface of the cut portion of the stress relaxation layer 5 in the seventh improvement step is not vertical but has an inverted V shape. By performing this coating after cutting the stress relaxation layer in the seventh improvement step, the stress relaxation layer 5 becomes a factor for peeling from the surface of the wafer 9 on which the semiconductor is formed, ions such as those causing deterioration of the performance of the semiconductor, etc. It is possible to provide a device that can reduce the intrusion of foreign matter and ensure durability and the like.

【0091】第九改良工程においては、感光現像を行う
ことで表面保護膜6のパターンを形成する。これにより
バンプパッド3および切断部24およびその周辺のみが
表面保護膜6から露出する。また、表面保護膜6をマス
クとして無電解金めっきを施すことでバンプパッド3上
に金を成膜する。なお、実施例では金めっきのみとした
が、パラジウムや白金のめっきを金めっきの前に施して
もかまわないし、金めっき終了後にスズめっきをおこな
っても特段の問題は無い。
In the ninth improving step, the pattern of the surface protective film 6 is formed by carrying out photosensitive development. As a result, only the bump pad 3, the cut portion 24, and the periphery thereof are exposed from the surface protective film 6. Further, electroless gold plating is performed using the surface protective film 6 as a mask to deposit gold on the bump pads 3. In the examples, only gold plating is used, but palladium or platinum may be plated before gold plating, or tin plating may be performed after the gold plating is completed without any particular problem.

【0092】第十改良工程においては、ダイシングによ
って半導体が形成されたウェーハ9を半導体装置13に
分割する。なお、一般的にダイシングは回転刃を用いて
行われる。
In the tenth improving step, the wafer 9 on which the semiconductor is formed by dicing is divided into the semiconductor devices 13. Note that dicing is generally performed using a rotary blade.

【0093】以上の工程により、応力緩和層5を切断す
る工程を含む半導体装置13の製造が可能となる。
Through the above steps, the semiconductor device 13 including the step of cutting the stress relaxation layer 5 can be manufactured.

【0094】本実施例によれば、半導体装置13の外形
寸法が小さい場合でも問題なく応力緩和層5を形成する
ことが可能となる。具体的には、隣り合う2つの半導体
装置にまたがって応力緩和層5を形成する場合には、外
形寸法がほぼ半分になっても応力緩和層5の成膜技術を
変える必要がなく、半導体装置の形状、外形寸法および
半導体装置13を互いに分離する際の切りしろとなる切
断部24の幅、形状を調節することで半導体装置の大き
さを変えても同一の印刷マスクを使用して製造すること
すら可能となる場合もある。また、再配線用配線4は第
一の実施例と同様に応力緩和層5の傾斜部を経てアルミ
パッド7とバンプパッド3とを接続しているため、再配
線用配線4に応力集中部も存在せず、アンダーフィルを
必要としないフリップチップ接続が可能となる。
According to this embodiment, the stress relaxation layer 5 can be formed without any problem even when the semiconductor device 13 has a small outer dimension. Specifically, when the stress relaxation layer 5 is formed over two adjacent semiconductor devices, it is not necessary to change the film formation technique of the stress relaxation layer 5 even if the outer dimension is almost halved. Is manufactured by using the same print mask even if the size of the semiconductor device is changed by adjusting the shape and outer dimensions of the semiconductor device and the width and shape of the cut portion 24 that serves as a cutting margin when the semiconductor device 13 is separated from each other. In some cases, it is possible. Further, since the rewiring wiring 4 connects the aluminum pad 7 and the bump pad 3 through the inclined portion of the stress relaxation layer 5 as in the first embodiment, the rewiring wiring 4 also has a stress concentration portion. Flip-chip connections that do not exist and do not require underfill are possible.

【0095】なお、本実施例にかかる構造は特に半導体
装置のセンター部分にパッドがレイアウトされた半導体
装置、たとえばDRAMなどに適応可能である。
The structure according to the present embodiment is particularly applicable to a semiconductor device having a pad laid out in the center portion of the semiconductor device, such as a DRAM.

【0096】また、本実施例中の図では、隣り合う二つ
の半導体装置13にまたがった応力緩和層5を切断した
が、再配線用配線4がアルミパッド7からバンプパッド
3に至るためのスロープ部が存在する限り、少なくとも
2以上の半導体装置13、たとえば互いに隣り合う4つ
の半導体装置について連結した応力緩和層5を切断する
ような構造を採用することも可能である。当然のことな
がら、隣り合う2列について連結した応力緩和層5を形
成して切断するようにしてもよい。この場合、列方向の
位置ずれを許容できる製法となるので、より微細加工に
も適用できる。
Further, in the drawings of this embodiment, the stress relaxation layer 5 extending over the two adjacent semiconductor devices 13 is cut, but the slope for the redistribution wiring 4 to reach from the aluminum pad 7 to the bump pad 3 is formed. It is also possible to adopt a structure in which at least two or more semiconductor devices 13, for example, four stress-relieving layers 5 adjacent to each other are cut so that the stress relaxation layers 5 are cut as long as the portions exist. As a matter of course, the stress relaxation layer 5 may be formed by connecting the adjacent two rows and cut. In this case, since the manufacturing method allows positional deviation in the column direction, it can be applied to finer processing.

【0097】各実施例においては、例えば図2や図27
に示すように応力緩和層5の角部には丸みをつけるとよ
い。丸みをつけない場合、ペースト状のポリイミド材料
を用いて応力緩和層5を印刷する際に気泡を巻き込む不
良が時々観察される。また、応力緩和層5が角部から剥
離しやすくなる。応力緩和層5に気泡が残留すると、半
導体装置13を加熱した際に気泡が破裂して再配線用配
線4が断線するなどの不具合が生じる。このため、応力
緩和層5の形成に使用する印刷用メタルマスクのパター
ン開口部18の隅部は丸めておくことが望ましい。
In each embodiment, for example, FIG.
As shown in, the corner portions of the stress relaxation layer 5 may be rounded. In the case of not rounding, defects in which air bubbles are entrapped are sometimes observed when the stress relaxation layer 5 is printed using a paste-like polyimide material. Moreover, the stress relaxation layer 5 is easily peeled from the corners. If air bubbles remain in the stress relaxation layer 5, the air bubbles will rupture when the semiconductor device 13 is heated and the rewiring wiring 4 will be broken. Therefore, it is desirable to round the corners of the pattern opening 18 of the printing metal mask used for forming the stress relaxation layer 5.

【0098】なお、各実施例における応力緩和層5は印
刷用メタルマスクやディスペンサを用いて印刷塗布し形
成することができる。
The stress relaxation layer 5 in each embodiment can be formed by printing and applying using a printing metal mask or a dispenser.

【0099】また、印刷方法のみならず、スタンピン
グ、空気あるいは不活性のガスを用いた吹き付けやイン
クジェット法、未硬化あるいは半硬化状態の樹脂シート
を貼り付ける等の方法により、またはこれらの方法を適
宜組み合わせることにより形成可能である。応力緩和層
を印刷方法で形成する場合、印刷部端部の傾きは絶縁材
料を印刷し印刷マスクを除去した際、あるいは加熱硬化
過程において端部で絶縁層の流動が起こり端部の傾斜部
が形成される。この方法ではウエハ単位で応力緩和層お
よび特定傾きを有する端部を一括で作成することが可能
である。一方、スタンピングで応力緩和層を形成する場
合、スタンピング用の型に応力緩和用の絶縁材料を塗布
しウエハ上に応力緩和層の形状を転写するため絶縁材料
硬化時の端部の形状変化が生じない絶縁材料の選択が可
能となる。この場合、印刷方式に比べ端部の形状が一定
になり易いという特徴がある。さらに、絶縁材をガス等
を用いて吹き付ける方式では、印刷マスクあるいはスタ
ンピング金型を用いないため、応力緩和層形成時の形状
に自由度あり、ノズル形状を適当に選択すれば、印刷マ
スクやスタンピング金型では形成し難い応力緩和層の形
成が可能となる。また、印刷方式やスタンピング方式に
比べ、吹き付け量の調整で応力緩和層の厚さを調整で
き、厚さ調整の範囲も広くなる。半硬化あるいは未硬化
の樹脂シートを貼り付ける方式では、厚膜の応力緩和層
の形成が可能となり予めシート状の絶縁樹脂を用いるた
め、応力緩和層表面の平坦性に優れるという特徴があ
る。これらの方法を単一あるいは適宜組み合せることに
より所望の応力緩和層厚さ、端部傾きを得ることが可能
となる。
Further, not only the printing method, but also stamping, spraying using air or an inert gas, an ink jet method, attaching an uncured or semi-cured resin sheet, or any of these methods is appropriately used. It can be formed by combining them. When the stress relaxation layer is formed by the printing method, the inclination of the end portion of the printed portion is caused by the flow of the insulating layer at the end portion when the insulating material is printed and the print mask is removed, or during the heat curing process. It is formed. According to this method, it is possible to collectively form the stress relaxation layer and the end portion having the specific inclination for each wafer. On the other hand, when the stress relaxation layer is formed by stamping, the stress relaxation insulating material is applied to the stamping die and the shape of the stress relaxation layer is transferred onto the wafer, so that the shape of the end portion changes when the insulating material cures. It is possible to select a non-insulating material. In this case, the shape of the end portion is more likely to be constant than in the printing method. Further, in the method of spraying the insulating material using gas or the like, since a printing mask or a stamping die is not used, there is a degree of freedom in the shape when the stress relaxation layer is formed. It is possible to form a stress relaxation layer that is difficult to form with a mold. Further, as compared with the printing method and the stamping method, the thickness of the stress relaxation layer can be adjusted by adjusting the amount of spraying, and the range of the thickness adjustment becomes wider. The method of attaching a semi-cured or uncured resin sheet has a feature that a thick film stress relaxation layer can be formed and a sheet-shaped insulating resin is used in advance, so that the surface of the stress relaxation layer is excellent in flatness. It is possible to obtain a desired stress relaxation layer thickness and end inclination by combining these methods singly or as appropriate.

【0100】次に、半導体装置の他の実施例を示す。図2
9は半導体装置の突起電極を変換するための基板に搭載
した状態を示す断面概略図、図30はさらに半導体装置
13とこれを搭載する基板の隙間を樹脂118で封止し
た状態を示す断面概略図であるである。
Next, another embodiment of the semiconductor device will be described. Figure 2
9 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the semiconductor device is mounted on a substrate for converting the protruding electrodes, and FIG. It is a figure.

【0101】半導体装置13に形成した突起状電極1を
基板上の対応する電極120上にはんだぺーストあるい
はフラックス等を介して搭載し、リフロー炉等により前
記突起状電極を溶融させ基板115と半導体装置13の
接続を行う。半導体装置を搭載する基板は、半導体素子
搭載面の裏面に各種電子機器に用いられる基板に搭載す
るための電極120および必要に応じて突起状電極12
1を有する。
The projecting electrodes 1 formed on the semiconductor device 13 are mounted on the corresponding electrodes 120 on the substrate through a solder paste or flux, and the projecting electrodes are melted by a reflow furnace or the like to form the substrate 115 and the semiconductor. The device 13 is connected. The substrate on which the semiconductor device is mounted is an electrode 120 for mounting on a substrate used for various electronic devices on the back surface of the semiconductor element mounting surface and, if necessary, the protruding electrode 12
Has 1.

【0102】半導体装置13を各種電子機器に用いられ
る基板に搭載する際、基板115上に設けた突起状電極
121を加熱溶融させる必要がある。これらの実装工程
および各種試験における信頼性、特に落下衝撃試験に対
する信頼性成績をさらに向上させるため、半導体装置1
3と基板115の間を樹脂118で補強したものであ
る。
When the semiconductor device 13 is mounted on a substrate used in various electronic devices, it is necessary to heat and melt the protruding electrodes 121 provided on the substrate 115. In order to further improve the reliability of the mounting process and various tests, particularly the reliability of the drop impact test, the semiconductor device 1
3 and the substrate 115 are reinforced with a resin 118.

【0103】半導体装置13と基板115間を充填する
樹脂118は、一般の半導体封止用に使用される液状の
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリ
コーン樹脂等が使用可能であり、封止樹脂の熱膨張係数
や弾性率を調整するためシリカ、アルミナ、窒化ホウ素
等の無機材料からなる粒子を一種類あるいは二種類以上
配合し、また必要に応じてシリコーンや熱可塑性樹脂等
樹脂、アルコキシシランやチタネート等からなるカップ
リング剤、着色剤、難燃性を付与させるための難燃剤や
難燃助剤樹脂層の硬化反応を促進させるための硬化促進
剤等を配合することが可能である。
As the resin 118 filling the space between the semiconductor device 13 and the substrate 115, liquid epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, silicone resin or the like used for general semiconductor encapsulation can be used. In order to adjust the coefficient of thermal expansion or elastic modulus of silica, one kind or two or more kinds of particles made of an inorganic material such as silica, alumina and boron nitride are mixed, and if necessary, resin such as silicone or thermoplastic resin, alkoxysilane or It is possible to add a coupling agent such as titanate, a colorant, a flame retardant for imparting flame retardancy, or a curing accelerator for promoting the curing reaction of the flame retardant aid resin layer.

【0104】本実施例では、半導体装置上の突起状電極
のピッチと各種電子機器に用いられている基板の電極の
ピッチが異なる場合であっても、所定の基板を介するこ
とにより各種電子機器に接続する事が可能となる。
In the present embodiment, even if the pitch of the projecting electrodes on the semiconductor device and the pitch of the electrodes of the substrate used in various electronic devices are different, various electronic devices can be used by interposing a predetermined substrate. It is possible to connect.

【0105】なお、半導体装置となる基板への実装と同
様に、一般電子機器に用いられる回路基板に実装する場
合も同様とする。
The same applies to the case of mounting on a circuit board used for general electronic equipment as in the case of mounting on a board to be a semiconductor device.

【0106】なお、これまで説明した実施例において
は、必要に応じて例えば半導体装置の絶縁層に低弾性の
材料を使用し、かつ厚さ35ミクロン以上の絶縁層を形
成することで、接続部の破壊を防止することができる。
また、低弾性の絶縁層が存在することで、接続部に生じ
る応力を大幅に低減することが可能となる。このため、
半導体装置の接続寿命は大幅に向上する。
In the embodiments described so far, if necessary, for example, a low elastic material is used for the insulating layer of the semiconductor device, and an insulating layer having a thickness of 35 μm or more is formed, so that the connecting portion is formed. Can be prevented from being destroyed.
Further, the presence of the low-elasticity insulating layer makes it possible to significantly reduce the stress generated in the connection portion. For this reason,
The connection life of the semiconductor device is significantly improved.

【0107】また、約35マイクロメートル以上といっ
た厚膜の絶縁層を採用する場合、従来の配線形成方法が
適用できない。絶縁層を厚膜形成する場合、絶縁層形成
用の材料は高粘度であるため、スピンコート法では気泡
を含んだ絶縁層となってしまい、絶縁層としての機能を
はたさなくなってしまう。これとは別に新規の厚膜形成
方法を開発したとしても、35ミクロンの膜厚では光の
透過性が低下するため、露光現像では絶縁層の開口部等
を高精度にパターン形成することができない。この問題
が解決できたとしても絶縁層の開口部の側壁は80度程
度かそれ以上の概垂直であり、かつその高さが配線厚さ
より大幅に大きい値となるため、金属配線が側壁に形成
され難くなる。またたとえ形成できた場合でも、側壁と
上層との境界部において金属配線の屈曲部が形成される
ため、この場所に応力が集中しやすく、このため亀裂が
進展しやすい。このため、回路基板接続時の接続寿命が
短くなってしまう。
When a thick insulating layer having a thickness of about 35 μm or more is adopted, the conventional wiring forming method cannot be applied. When a thick insulating layer is formed, since the material for forming the insulating layer has a high viscosity, the spin coating method results in an insulating layer containing bubbles, and thus does not function as an insulating layer. Even if a new thick film forming method is developed separately from this, the light transmittance decreases at a film thickness of 35 μm, so that the openings and the like of the insulating layer cannot be formed with high accuracy by exposure and development. . Even if this problem can be solved, the side wall of the opening of the insulating layer is almost vertical at about 80 degrees or more, and the height thereof is much larger than the wiring thickness, so that the metal wiring is formed on the side wall. It becomes difficult to be done. Even if it can be formed, since the bent portion of the metal wiring is formed at the boundary between the side wall and the upper layer, stress is likely to be concentrated at this location, and thus cracks are likely to propagate. Therefore, the connection life when connecting the circuit boards is shortened.

【0108】そこで前述のように微小粒子を含有した絶
縁材料をマスク印刷することで、厚膜絶縁層の形成を行
い、絶縁層開口部の形状をなだらかな斜面とすることが
好ましい。これにより、絶縁層上の配線は従来工法によ
り形成可能となり、かつ応力が集中する様な金属配線の
屈曲部も存在しないため、配線の断線も生じにくくな
る。
Therefore, it is preferable to form a thick film insulating layer by mask printing an insulating material containing fine particles as described above, and to make the shape of the opening of the insulating layer a gentle slope. As a result, the wiring on the insulating layer can be formed by the conventional method, and since there is no bent portion of the metal wiring where stress concentrates, the wiring is less likely to be broken.

【0109】[0109]

【発明の効果】本発明によれば、アンダーフィルの不要
なフリップチップ接続を可能とする半導体装置を実現で
る。
According to the present invention, that-out <br/> a semiconductor device capable of unnecessary flip chip connection underfill achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の半導体装置の一実施例の構造を示す部
分断面図
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the structure of an embodiment of a semiconductor device of the present invention.

【図2】本実施例の半導体装置が連続的に形成されてい
る状態を示す平面図
FIG. 2 is a plan view showing a state in which the semiconductor devices of this embodiment are continuously formed.

【図3】本発明の半導体装置の製造工程の一例を示した
図(1)
FIG. 3 is a view showing an example of a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention (1)

【図4】本発明の半導体装置の製造工程の一例を示した
図(2)
FIG. 4 is a diagram showing an example of the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention (2)

【図5】本発明の半導体装置の製造工程の一例を示した
図(3)
FIG. 5 is a diagram showing an example of the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention (3)

【図6】本発明の応力緩和層の形成に使用する印刷用マ
スクを示した図
FIG. 6 is a view showing a printing mask used for forming a stress relaxation layer of the present invention.

【図7】応力緩和層を印刷している工程を示す図FIG. 7 is a diagram showing a process of printing a stress relaxation layer.

【図8】印刷マスクがウェーハより上昇する版離れ工程
を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a plate separating process in which a print mask is lifted above a wafer.

【図9】応力緩和層が形成された半導体装置を示した図FIG. 9 is a view showing a semiconductor device in which a stress relaxation layer is formed.

【図10】露光用マスクをレジストに密着させた状態を
示した図
FIG. 10 is a view showing a state in which an exposure mask is brought into close contact with a resist.

【図11】再配線用配線の一例を示した図FIG. 11 is a diagram showing an example of rewiring wiring.

【図12】再配線用配線の別の一例を示した図FIG. 12 is a diagram showing another example of rewiring wiring.

【図13】実際の再配線用配線パターンの現像不足を示
す図
FIG. 13 is a diagram showing insufficient development of an actual rewiring wiring pattern.

【図14】再配線用配線の別の一例を示した図FIG. 14 is a diagram showing another example of rewiring wiring.

【図15】再配線用配線の別の一例を示した図FIG. 15 is a diagram showing another example of rewiring wiring.

【図16】再配線用配線の別の一例を示した図FIG. 16 is a diagram showing another example of rewiring wiring.

【図17】本発明における第七工程までを経た半導体装
置を示した図
FIG. 17 is a diagram showing a semiconductor device which has been subjected to a seventh step in the present invention.

【図18】応力緩和層の膜厚と応力の関係を示した図FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the stress relaxation layer and stress.

【図19】応力緩和層の膜厚とα線の関係を示した図FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the stress relaxation layer and α rays.

【図20】本発明の半導体装置の構造の一実施例を示す
FIG. 20 is a diagram showing an example of a structure of a semiconductor device of the present invention.

【図21】本発明の半導体装置の構造の一実施例を示す
FIG. 21 is a diagram showing an example of the structure of a semiconductor device of the present invention.

【図22】本発明の半導体装置の構造の一実施例を示す
FIG. 22 is a diagram showing an example of the structure of a semiconductor device of the present invention.

【図23】本発明の半導体装置の構造の一実施例を示す
FIG. 23 is a diagram showing one embodiment of the structure of a semiconductor device of the present invention.

【図24】応力緩和層の膜厚を部分的に薄くした半導体
装置を示した図
FIG. 24 is a diagram showing a semiconductor device in which the film thickness of the stress relaxation layer is partially reduced.

【図25】応力緩和層の膜厚を部分的に薄くした半導体
装置を回路基板に接続した状態を示した図
FIG. 25 is a diagram showing a state in which a semiconductor device in which the stress relaxation layer is partially thin is connected to a circuit board.

【図26】本発明の半導体装置の構造の一実施例を示す
FIG. 26 is a diagram showing one embodiment of the structure of a semiconductor device of the present invention.

【図27】応力緩和層を半導体装置と隣の半導体装置と
の境界をまたいで形成した状態を示した図
FIG. 27 is a view showing a state in which a stress relaxation layer is formed across a boundary between a semiconductor device and an adjacent semiconductor device.

【図28】応力緩和層を切断する方法を示した図FIG. 28 is a view showing a method of cutting the stress relaxation layer.

【図29】半導体装置を基板に搭載した一実施例の図FIG. 29 is a diagram of an example in which a semiconductor device is mounted on a substrate.

【図30】半導体装置を基板に搭載した別の一実施例の
FIG. 30 is a diagram of another embodiment in which a semiconductor device is mounted on a substrate.

【図31】従来の半導体装置を示した図FIG. 31 is a diagram showing a conventional semiconductor device.

【図32】従来の半導体装置を回路基板に接続した状態
を示した図
FIG. 32 is a diagram showing a state in which a conventional semiconductor device is connected to a circuit board.

【図33】本発明の半導体装置の構造の一実施例を示す
FIG. 33 is a diagram showing one embodiment of the structure of the semiconductor device of the present invention.

【図34】本発明の半導体装置の構造の別の一実施例を
示す図
FIG. 34 is a view showing another embodiment of the structure of the semiconductor device of the present invention.

【図35】本発明の半導体装置の構造の別の一実施例を
示す図
FIG. 35 is a view showing another embodiment of the structure of the semiconductor device of the present invention.

【図36】本発明の半導体装置の構造の別の一実施例を
示す図
FIG. 36 is a view showing another embodiment of the structure of the semiconductor device of the present invention.

【図37】本発明の半導体装置の構造の一実施例を示す
FIG. 37 is a diagram showing one embodiment of the structure of a semiconductor device of the present invention.

【図38】本発明の半導体装置の構造の別の一実施例を
示す図
FIG. 38 is a view showing another embodiment of the structure of the semiconductor device of the present invention.

【図39】本発明の半導体装置の構造の別の一実施例を
示す図
FIG. 39 is a view showing another embodiment of the structure of the semiconductor device of the present invention.

【図40】本発明の半導体装置の構造の別の一実施例を
示す図
FIG. 40 is a view showing another embodiment of the structure of the semiconductor device of the present invention.

【図41】ガラス転移温度と線膨張係数の関係を示す図FIG. 41 is a diagram showing a relationship between a glass transition temperature and a linear expansion coefficient.

【符号の説明】 1…バンプ、1aa…縦長バンプ、2…Auめっき、3
…バンプパッド、4…再配線用配線、5…応力緩和層、
6…表面保護膜、7…アルミパッド、8…保護膜、9…
半導体が形成されたウェーハ、10…バンプ、11…金
属配線、12…絶縁層、13…半導体装置、14…回路
基板、15…アンダーフィル、16…給電膜、17…配
線の逆パターン、18…アルミパッドと配線の接続部
分、19…下層部分との境界、20…隙間、21…露光
マスク、22…レジスト、23…アルミパッドとの接続
部、24…切断部、25…ニッケル合金製ステンシル、
26…樹脂シート、27…枠、28…印刷マスクのパタ
ーン開口部、102…シリカ粒子、110…メモリセ
ル、115…基板、116…電極、118…樹脂、12
0…電極、121…電極
[Explanation of Codes] 1 ... Bump, 1aa ... Longitudinal bump, 2 ... Au plating, 3
... bump pads, 4 ... rewiring wiring, 5 ... stress relaxation layer,
6 ... Surface protective film, 7 ... Aluminum pad, 8 ... Protective film, 9 ...
Wafer on which semiconductor is formed, 10 ... Bump, 11 ... Metal wiring, 12 ... Insulating layer, 13 ... Semiconductor device, 14 ... Circuit board, 15 ... Underfill, 16 ... Feed film, 17 ... Reverse wiring pattern, 18 ... Connection part between aluminum pad and wiring, 19 ... Boundary between lower layer part, 20 ... Gap, 21 ... Exposure mask, 22 ... Resist, 23 ... Connection part with aluminum pad, 24 ... Cutting part, 25 ... Nickel alloy stencil,
26 ... Resin sheet, 27 ... Frame, 28 ... Pattern opening of print mask, 102 ... Silica particles, 110 ... Memory cell, 115 ... Substrate, 116 ... Electrode, 118 ... Resin, 12
0 ... Electrode, 121 ... Electrode

フロントページの続き (72)発明者 大録 範行 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 宝蔵寺 裕之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 角田 重晴 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 諫田 尚哉 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 皆川 円 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 安生 一郎 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 西村 朝雄 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 氏家 健二 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 矢島 明 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株式会社日立製作所半導体グループ内 (56)参考文献 特開 平11−191572(JP,A) 特開 平9−252034(JP,A) 特開 平8−293509(JP,A) 特開 平11−312710(JP,A) 特開 平11−54649(JP,A) 特開 平11−191571(JP,A) 特開2002−16179(JP,A) 特開2002−16180(JP,A) 特開2002−16178(JP,A) 特開2002−16198(JP,A) 特開2002−16190(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/29 H01L 21/56 H01L 21/60 311 H01L 23/12 501 H01L 23/31 Front page continuation (72) Inventor's record Noriyuki 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Hitachi, Ltd., Institute of Industrial Science (72) Inventor Hiroyuki Hozoji 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Hitachi, Ltd. Manufacturing Engineering Laboratory (72) Inventor Shigeharu Kakuda 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Hitachi Production Engineering Laboratory (72) Inventor Naoya Isada 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd., Production Technology Laboratory (72) Inventor En, Minagawa 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd. Production Technology Laboratory, (72) Inventor Ichiro Yasue, 5-20-1, Kamimizumoto-cho, Kodaira-shi, Tokyo Issue Hitachi, Ltd. Semiconductor Group (72) Inventor Asao Nishimura 5-20-1, Joumizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Ltd. Semiconductor Group (72) Kenji Ujiie Gojomizucho, Kodaira-shi, Tokyo Chome 20 No. 1 Hitachi Ltd. Semiconductor Group (72) Inventor Akira Yajima 5-20-1, Kamisuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Ltd. Semiconductor Group (56) References JP-A-11-191572 (JP) , A) JP-A-9-252034 (JP, A) JP-A 8-293509 (JP, A) JP-A 11-312710 (JP, A) JP-A 11-54649 (JP, A) JP-A 11-191571 (JP, A) JP 2002-16179 (JP, A) JP 2002-16180 (JP, A) JP 2002-16178 (JP, A) JP 2002-16198 (JP, A) JP 2002-16190 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 23/29 H01L 21/56 H01L 21/60 311 H01L 23/12 501 H01L 23/31

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】回路電極を有する半導体素子と、 前記半導体素子の回路電極が露出するように前記半導体
素子上に形成された第一の絶縁層と、 前記第一の絶縁層の上に形成され、平坦部およびその端
部に傾斜部を有する第二の絶縁層と、 前記第二の絶縁層の平坦部上に形成された外部接続端子
と、 前記第二の絶縁層の平坦部および傾斜部の上に形成さ
れ、かつ前記外部接続端子と前記半導体素子の回路電極
を電気的に接続する配線と、 前記第二の絶縁層および前記配線の上に形成された第三
の絶縁層を有する半導体装置であって、 前記第二の絶縁層は、前記半導体装置と前記半導体装置
が実装される基板との間に生じる応力を緩和する層であ
り、かつ粒子を含んでいることを特徴とする半導体装
置。
1. A semiconductor element having a circuit electrode, and the semiconductor so that the circuit electrode of the semiconductor element is exposed.
A first insulating layer formed on the element, and a flat portion and an end thereof formed on the first insulating layer.
Second insulating layer having a slanted portion on the outer surface, and an external connection terminal formed on the flat portion of the second insulating layer
And formed on the flat and sloped portions of the second insulating layer.
And the external connection terminal and the circuit electrode of the semiconductor element
A wiring electrically connecting the second insulating layer and the third insulating layer formed on the wiring.
A semiconductor device having a second insulating layer , wherein the second insulating layer is the semiconductor device and the semiconductor device.
Is a layer that relieves the stress generated between the
And a semiconductor device characterized by containing particles.
Place
【請求項2】請求項1に記載の半導体装置であって、2. The semiconductor device according to claim 1, wherein 前記第二の絶縁層の粒子は、前記第二の絶縁層を構成すThe particles of the second insulating layer form the second insulating layer.
る絶縁材料の粘性を調整し、かつ前記第二の絶縁層の傾Adjust the viscosity of the insulating material and adjust the inclination of the second insulating layer.
斜部の形状を制御することを特徴とする半導体装置。A semiconductor device characterized by controlling the shape of an inclined portion.
【請求項3】請求項1に記載の半導体装置であって、3. The semiconductor device according to claim 1, wherein: 前記第二の絶縁層の粒子は、前記第二の絶縁層中に分散The particles of the second insulating layer are dispersed in the second insulating layer.
し前記第二の絶縁層の形状を制御することを特徴とするAnd controlling the shape of the second insulating layer.
半導体装置。Semiconductor device.
【請求項4】請求項1から3のいずれか1項に記載の半4. The half according to any one of claims 1 to 3.
導体装置であって、A conductor device, 前記第二の絶縁層は、複数の開口部が形成されたマスクThe second insulating layer is a mask having a plurality of openings formed therein.
を用いて、前記粒子を有する絶縁材料を印刷して形成しFormed by printing an insulating material having the particles using
た層であることを特徴とする半導体装置。A semiconductor device characterized in that it is a layer.
【請求項5】5. 請求項1から3のいずれか1項に記載の半The half according to any one of claims 1 to 3.
導体装置であって、A conductor device, 前記第二の絶縁層は、マスクを用いて、前記粒子を有すThe second insulating layer has the particles using a mask
る絶縁材料をステンシル印刷して形成した層であることIt is a layer formed by stencil printing an insulating material
を特徴とする半導体装置。A semiconductor device characterized by:
【請求項6】請求項1から5のいずれか1項に記載の半6. The half according to any one of claims 1 to 5.
導体装置であって、A conductor device, 前記第二の絶縁層は、絶縁材料の前駆体と溶媒と前記絶The second insulating layer comprises a precursor of an insulating material, a solvent, and the insulating material.
縁材料と同じ材料の粒子とを含んだ絶縁材料を硬化させCure the insulating material containing the edge material and particles of the same material
た層であることを特徴とする半導体装置。A semiconductor device characterized in that it is a layer.
【請求項7】請求項1から5のいずれか1項に記載の半7. The half according to any one of claims 1 to 5.
導体装置であって、A conductor device, 前記第二の絶縁層は、ポリイミドの前駆体と溶媒とポリThe second insulating layer is composed of a polyimide precursor, a solvent, and a poly.
イミド粒子とを含んだ絶縁材料を硬化させた層であるこIt is a layer obtained by curing an insulating material containing imide particles.
とを特徴とする半導体装置。And a semiconductor device.
【請求項8】請求項1から5のいずれか1項に記載の半8. The half according to any one of claims 1 to 5.
導体装置であって、A conductor device, 前記第二の絶縁層は、第一の絶縁材料の前駆体と溶媒とThe second insulating layer is a precursor of the first insulating material and a solvent
前記第一の絶縁材料と異なる第二の絶縁材料の粒子とをParticles of a second insulating material different from the first insulating material
含んだ絶縁材料を硬化させた層であることを特徴とするCharacterized by being a layer obtained by curing an insulating material containing
半導体装置。Semiconductor device.
【請求項9】請求項1から5のいずれか1項に記載の半9. The half according to any one of claims 1 to 5.
導体装置であって、A conductor device, 前記第二の絶縁層は、ポリイミドの粒子を含んでいるこThe second insulating layer contains polyimide particles.
とを特徴とする半導体装置。And a semiconductor device.
【請求項10】請求項1から5のいずれか1項に記載の10. The method according to any one of claims 1 to 5.
半導体装置であって、A semiconductor device, 前記第二の絶縁層は、少なくともアミドイミド樹脂、エThe second insulating layer is made of at least an amide imide resin,
ステルイミド樹脂、エーテルイミド樹脂、シリコーン樹Sterimide resin, ether imide resin, silicone resin
脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂のいずれかの粒子Particles of grease, acrylic resin, polyester resin
を含んでいることを特徴とする半導体装置。A semiconductor device comprising:
【請求項11】請求項1から5のいずれか1項に記載の11. The method according to any one of claims 1 to 5.
半導体装置であって、A semiconductor device, 前記第二の絶縁層は、少なくともシリカ、アルミナ、窒The second insulating layer is at least silica, alumina, nitrogen.
化ホウ素のいずれかの粒子を含んでいることを特徴とすCharacterized by containing particles of any of the boride
る半導体装置。Semiconductor device.
【請求項12】請求項1から11のいずれか1項に記載12. The method according to any one of claims 1 to 11.
の半導体装置であって、A semiconductor device of 前記第二の絶縁層に含まれている粒子の平均粒径は、1The average particle size of the particles contained in the second insulating layer is 1
から2マイクロメートルであることを特徴とする半導体To 2 micrometer semiconductor
装置。apparatus.
【請求項13】請求項1から12のいずれか1項に記載13. The method according to any one of claims 1 to 12.
の半導体装置であって、A semiconductor device of 前記第二の絶縁層に含まれている粒子の最大粒径は、1The maximum particle size of the particles contained in the second insulating layer is 1
0マイクロメートルであることを特徴とする半導体装Semiconductor device characterized by being 0 micrometer
置。Place
【請求項14】請求項11に記載の半導体装置であっ14. The semiconductor device according to claim 11.
て、hand, 前記第二の絶縁層の厚さ方向において、前記第二の絶縁In the thickness direction of the second insulating layer, the second insulating layer
層に含まれている粒子の粒径は前記半導体素子付近ではThe particle size of the particles contained in the layer is near the semiconductor element.
大きく、前記半導体素子から遠ざかるにつれて小さくなLarger, smaller with increasing distance from the semiconductor element
っていることを特徴とする半導体装置。A semiconductor device characterized in that
【請求項15】請求項1から14のいずれか1項に記載15. The method according to any one of claims 1 to 14.
の半導体装置であって、A semiconductor device of 前記第二の絶縁層の膜厚は約35マイクロメートル乃至The thickness of the second insulating layer is about 35 micrometers or
150マイクロメートルであり、前記外部接続端子から150 micrometers, from the external connection terminal
生じるα線が前記半導体素子に到達することを防止するPreventing α rays generated from reaching the semiconductor element
ことを特徴とする半導体装置。A semiconductor device characterized by the above.
【請求項16】半導体装置の製造方法であって、16. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: ウエハの回路電極が露出するように前記ウエハ上に第一Firstly, on the wafer so that the circuit electrodes of the wafer are exposed.
の絶縁層を形成する第一の工程と、A first step of forming an insulating layer of 第一の絶縁層の上に、前記半導体装置と前記半導体装置The semiconductor device and the semiconductor device on the first insulating layer.
が実装される基板との間に生じる応力を緩和する機能をHas a function to relieve the stress generated between the board and
有し、かつ平坦部およびその端部に傾斜部を有する第二Second having a flat part and an inclined part at its end
の絶縁層を形成する第二の工程と、A second step of forming an insulating layer of 前記第二の絶縁層の傾斜部及び平坦部の上に、前記ウエThe wafer is placed on the sloped portion and the flat portion of the second insulating layer.
ハの回路電極から引き出された配線を形成する第三の工The third process to form the wiring drawn from the circuit electrode
程と、And 前記配線と電気的に接続される外部接続端子を前記第二The external connection terminal electrically connected to the wiring is the second
の絶縁層の平坦部上に形成する第四の工程を有し、Has a fourth step of forming on the flat portion of the insulating layer of 前記第二の工程では、複数の開口部が形成されたマスクIn the second step, a mask having a plurality of openings is formed.
を用いて、粒子を有する絶縁材料を印刷して前記第二のThe insulating material having particles is printed by using
絶縁層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方Manufacturing method of semiconductor device characterized by forming insulating layer
法。Law.
【請求項17】半導体装置の製造方法であって、17. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: ウエハの回路電極が露出するように前記ウエハ上に第一Firstly, on the wafer so that the circuit electrodes of the wafer are exposed.
の絶縁層を形成する第一の工程と、A first step of forming an insulating layer of 第一の絶縁層の上に、前記半導体装置と前記半導体装置The semiconductor device and the semiconductor device on the first insulating layer.
が実装される基板との間に生じる応力を緩和する機能をHas a function to relieve the stress generated between the board and
有し、かつ平坦部およびその端部に傾斜部を有する第二Second having a flat part and an inclined part at its end
の絶縁層を形成する第二の工程と、A second step of forming an insulating layer of 前記第二の絶縁層の傾斜部及び平坦部の上に、前記ウエThe wafer is placed on the sloped portion and the flat portion of the second insulating layer.
ハの回路電極から引き出された配線を形成する第三の工The third process to form the wiring drawn from the circuit electrode
程と、And 前記配線と電気的に接続される外部接続端子を前記第二The external connection terminal electrically connected to the wiring is the second
の絶縁層の平坦部上に形成する第四の工程を有し、Has a fourth step of forming on the flat portion of the insulating layer of 前記第二の工程では、マスクを用いて粒子を有する絶縁In the second step, the insulating material having particles using a mask is used.
材料をステンシル印刷して前記第二の絶縁層を形成するStencil printing material to form the second insulating layer
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項18】請求項16または17に記載の半導体装18. The semiconductor device according to claim 16 or 17.
置の製造方法であって、A method of manufacturing a device, 前記第二の工程において、前記粒子は絶縁材料の粘性をIn the second step, the particles increase the viscosity of the insulating material.
調整し、かつ前記第二の絶縁層の傾斜部の形状を制御すTo adjust and control the shape of the slope of the second insulating layer.
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項19】請求項16から18のいずれか1項に記19. The method according to any one of claims 16 to 18.
載の半導体装置の製造方法であって、A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, 前記第二の工程において、前記絶縁材料として、前記絶In the second step, the insulating material is used as the insulating material.
縁材料の前駆体と溶媒と前記絶縁材料と同一の材料であThe precursor of the edge material, the solvent, and the same material as the insulating material.
る粒子を含んだペースト状の絶縁材料を印刷して前記第Printing a paste-like insulating material containing particles
二の絶縁層を形成することを特徴とする半導体装置の製Manufacture of a semiconductor device characterized by forming a second insulating layer
造方法。Build method.
【請求項20】請求項16から18のいずれか1項に記20. The method according to any one of claims 16 to 18.
載の半導体装置の製造方法であって、A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, 前記第二の工程において、前記絶縁材料として、ポリイIn the second step, the insulating material is poly
ミドの前駆体と溶媒とポリイミド粒子を含んだペーストPaste containing imide precursor, solvent and polyimide particles
状の絶縁材料を印刷して前記第二の絶縁層を形成-Shaped insulating material is printed to form the second insulating layer するこTo do
とを特徴とする半導体装置の製造方法。And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項21】請求項16から18のいずれか1項に記21. The method according to any one of claims 16 to 18.
載の半導体装置の製造方法であって、A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, 前記第二の工程において、前記絶縁材料として、第一のIn the second step, as the insulating material, the first
絶縁材料の前駆体と溶媒と前記第一の絶縁材料と異なるInsulating material precursor and solvent different from the first insulating material
第二の絶縁材料の粒子を含んだペースト状の絶縁材料をA paste-like insulating material containing particles of the second insulating material
印刷して前記第二の絶縁層を形成することを特徴とするPrinting to form the second insulating layer
半導体装置の製造方法。Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項22】請求項16から20のいずれか1項に記22. The method according to any one of claims 16 to 20.
載の半導体装置の製造方法であって、A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, 前記第二の工程において、前記絶縁材料として、チクソIn the second step, as the insulating material, thixo
トロピーインデックスが2から3となるように前記粒子Particles having a tropic index of 2 to 3
を配合させた絶縁材料を印刷して前記第二の絶縁層を形By printing an insulating material containing a mixture of
成することを特徴とする半導体装置の製造方法。A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
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