JP3678239B2 - 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【特許文献1】
特開平11−8250号公報
【0004】
【発明の背景】
半導体装置が基板にフェースダウン実装された場合、ハンダなどからなる外部端子に加えられる応力を緩和することが重要である。従来、応力緩和層(樹脂層)上に外部端子を形成する構造が適用されていたが、十分な効果が得られないことがあった。特に、ウエハ単位でパッケージングを行うウエハレベルCSP(Chip Size/Scale Package)で、信頼性の向上が期待されていた。
【0005】
本発明の目的は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器について、配線層又は外部端子に加えられる応力を効果的に緩和することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る半導体装置は、集積回路及び前記集積回路に電気的に接続された電極が形成された半導体基板と、
前記半導体基板の上方に形成された樹脂層と、
前記樹脂層上に形成されたランド部、及び前記電極から前記ランド部に至るまで延出されたライン部を有する配線層と、
前記配線層と前記樹脂層の間に設けられた下地層と、
を含み、
前記ランド部は、前記下地層とオーバーラップする第1の部分と、前記樹脂層から間隔をあけて配置されるとともに前記下地層とオーバーラップしない第2の部分と、を有する。本発明によれば、ランド部の第2の部分は、下地層とオーバーラップせず非接触となっている。すなわち、ランド部の第2の部分の直下には下地層が形成されていない。したがって、外部からの応力に追従してランド部が変形し又は動くことが可能になり、応力を効果的に緩和することができる。
(2)この半導体装置において、
前記ライン部を覆うとともに、前記ランド部の一部を露出する開口部を有する絶縁層をさらに含んでもよい。
(3)この半導体装置において、
前記樹脂層と前記ランド部の前記第2の部分との間隔に、前記絶縁層が埋められていてもよい。これによれば、絶縁層が下地層よりも柔らかい場合に、ランド部の自由度がより向上し、応力を緩和することができる。
(4)この半導体装置において、
前記ランド部の前記第1の部分の幅は、前記ランド部の前記絶縁層からの露出部の幅よりも小さくてもよい。こうすることで、ランド部の露出部に加えられる応力に対して、ランド部の自由度がより向上し、応力を効果的に緩和することができる。
(5)この半導体装置において、
前記ライン部を覆うとともに、前記ランド部の全部を露出する開口部を有する絶縁層をさらに含んでもよい。
(6)この半導体装置において、
前記ランド部は、前記第1の部分を中央部に有し、前記第2の部分を端部に有してもよい。これによれば、ランド部がその平面形状の中心を軸として傾斜して動くことが可能になり、ランド部に加えられる応力を緩和することができる。
(7)この半導体装置において、
前記ランド部の前記第1の部分の平面形状は、前記ライン部の延びる方向に細長く形成されていてもよい。こうすることで、例えばランド部をライン部の延長線を軸として傾斜して動きやすくさせることができる。そのため、ライン部及びランド部の接続部の断線を防止することができる。
(8)この半導体装置において、
前記下地層は、前記ランド部のみの下地として形成されていてもよい。
(9)この半導体装置において、
前記下地層は、前記ライン部及び前記ランド部の下地として形成されていてもよい。
(10)この半導体装置において、
前記下地層の厚さは、前記配線層の厚さよりも大きくてもよい。これによれば、ランド部の第2の部分の直下の空間を大きくすることができるので、ランド部の自由度がより向上する。
(11)この半導体装置において、
前記ランド部上に設けられた外部端子をさらに含んでもよい。これによれば、外部端子の自由度が増し、外部端子の根元部に加えられる応力に対して、ランド部及び外部端子の自由度がより向上し、応力を効果的に緩和することができる。
(12)本発明に係る回路基板は、上記半導体装置が実装されてなる。
(13)本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
(14)本発明に係る半導体装置の製造方法は、(a)集積回路が形成された半導体基板に導電層を形成すること、
(b)ライン部及びそれに接続されるランド部を有する配線層を、少なくとも前記ランド部が前記導電層を下地とするように形成すること、
(c)前記導電層を前記ランド部の領域よりもオーバーエッチングして、下地層を形成すること、
を含み、
前記ランド部は、前記下地層とオーバーラップする第1の部分と、前記下地層とオーバーラップしない第2の部分と、を有する。本発明によれば、ランド部の第2の部分を下地層とオーバーラップさせずに非接触にする。すなわち、ランド部の第2の部分の直下に、下地層を形成しない。したがって、外部からの応力に追従してランド部が変形し又は動くことが可能になり、応力を効果的に緩和することができる。
(15)本発明に係る半導体装置の製造方法は、(a)集積回路が形成された半導体基板に下地層を形成すること、
(b)前記下地層を避けてその周辺領域に平坦化層を形成すること、
(c)ライン部及びそれに接続されるランド部を有する配線層を、前記ランド部が前記下地層とオーバーラップする第1の部分と、前記下地層とオーバーラップしない第2の部分と、を有するように形成すること、
を含む。本発明によれば、ランド部の第2の部分を下地層とオーバーラップさせずに非接触にする。すなわち、ランド部の第2の部分の直下に、下地層を形成しない。したがって、外部からの応力に追従してランド部が変形し又は動くことが可能になり、応力を効果的に緩和することができる。
(16)この半導体装置の製造方法において、
前記(c)工程後に、前記平坦化層を除去することをさらに含んでもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0008】
(第1の実施の形態)
図1〜図9(D)は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法を示す図である。図1は、半導体装置の一部(絶縁層34及び被覆層38など)を省略した平面図であり、図2は図1のII−II線断面図であり、図3は図1のIII−III線断面図である。図4は、配線層及び下地層の平面図である。
【0009】
本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板10を有する。半導体基板10は、図1に示すように半導体チップであってもよいし、あるいは半導体ウエハであってもよい。半導体基板10には、図2に示すように、集積回路12が形成され、集積回路12に電気的に接続された複数の電極(例えばパッド)14が形成されている。半導体チップには、1つの集積回路12が形成され、1グループの複数の電極14が形成されている。半導体ウエハには、複数の集積回路12が形成され、複数グループの複数の電極14が形成されている。図1に示すように複数の電極14は、半導体チップ(半導体ウエハであれば個片後に半導体チップとなる領域)の端部(例えば対向する2辺又は4辺)に沿って配列されていてもよい。半導体基板10の表面(電極14が形成された面)には、パッシベーション膜(例えばSiN、SiO2、MgO)16が形成されている。
【0010】
半導体基板10の電極14が形成された面(例えばパッシベーション膜16上)には、少なくとも1層からなる樹脂層18が形成されている。樹脂層18は、電極14を避けて形成されている。図1に示すように、樹脂層18は、複数の電極14で囲まれた範囲に形成されていてもよい。樹脂層18は、上面よりもその反対面(底面)が大きくなるように、側面が傾斜していてもよい。樹脂層18は、応力緩和機能を有してもよい。樹脂層18は、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン(BCB;benzocyclobutene)、ポリベンゾオキサゾール(PBO;polybenzoxazole)等の樹脂で形成することができる。
【0011】
半導体装置は、配線層20を有する。配線層20は、半導体基板10における電極14側に形成されている。配線層20は、導電層(例えば銅(Cu)層)であり、単層又は複数層で形成されている。配線層20は、電極14に電気的に接続されている。図2に示すように配線層20は、電極14にオーバーラップしてもよい。配線層20は、樹脂層18の上面に至るように延びている。
【0012】
図1に示すように、配線層20は、ライン部22と、ライン部22に接続されるランド部24と、を有する。ライン部22及びランド部24は、一体的に形成されている。ライン部22は、電極14からランド部24に至るように延びている。ライン部22は、直線状に延びていてもよいし、屈曲していてもよい。ランド部24は、樹脂層18上に設けられる。ランド部24は、電気的接続部である。ランド部24には、外部端子32が設けられていてもよい。ランド部24の平面形状の幅は、ライン部22の平面形状の幅よりも大きい。ランド部24の平面形状は、円形状であることが多いがこれに限定されるものではない。ライン部22及びランド部24の接続部の平面形状の幅は、ライン部22の平面形状の幅よりも大きくてもよい。
【0013】
図2に示すように、半導体装置は、配線層20の下地層30を含む。下地層30は、配線層20の下地となっている。下地層30は、ランド部24の一部の直下に形成されている。下地層30は、ライン部22の全部又は一部(例えばライン部22よりも細い領域)の直下にも形成されていてもよい。下地層30は、導電層であってもよく、単層又は複数層で形成されている。下地層30は、バリア層を含んでもよい。バリア層は、配線層20又は後述のシード層が樹脂層18などに拡散することを防止するものである。バリア層は、例えばチタン(Ti)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、チタンタングステン(TiW)などで形成することができる。配線層20を電気メッキで形成する場合、下地層30はシード層を含んでもよい。シード層は、バリア層上に形成する。シード層は、配線層20と同じ材料(例えば銅(Cu))で形成する。下地層30の厚さは、配線層20の厚さと同じ又はそれよりも小さくてもよい。
【0014】
半導体装置は、外部端子32を有してもよい。外部端子32は、配線層20に電気的に接続されている。ランド部24上に外部端子32が形成されていてもよい。外部端子32は、導電性を有する金属(例えば合金)であって、溶融させて電気的な接続を図るためのもの(例えばハンダ)である。外部端子32は、軟ろう(soft solder)又は硬ろう(hard solder)のいずれで形成されてもよい。外部端子32は、球状をなしていてもよく、例えばハンダボールであってもよい。
【0015】
半導体基板10には、絶縁層(例えばソルダレジスト)34が形成されている。絶縁層34は、配線層20の一部を覆っている。配線層20のうち、外部端子32が設けられた部分以外の全部を絶縁層34で覆ってもよい。こうすることで、配線層20の酸化、腐食、電気的不良を防止することができる。絶縁層34は、ランド部24の一部(例えば中央部)を除いて形成されてもよい。すなわち、絶縁層34は、ランド部24の一部(例えば中央部)を露出する開口部36を有してもよい。絶縁層34は、ランド部24の端部を覆っていてもよい。図4に示すように、開口部36の平面形状(ランド部24の露出部の平面形状)は、ランド部24の平面形状の相似形状(例えば円形状)であってもよい。開口部36内(ランド部24の露出部)に、外部端子32が形成されていてもよい。絶縁層34は、ライン部22及びランド部24の接続部を覆ってもよい。こうすることで、ライン部22及びランド部24の接続部の断線を防止することができる。
【0016】
絶縁層34上には、被覆層38が設けられていてもよい。被覆層38は、絶縁性を有し、例えば樹脂で形成されていてもよい。被覆層38は、外部端子32の根元部(下端部)も覆っている。被覆層38は、絶縁層34上に形成された部分と、この部分から立ち上がって外部端子32の根元部を覆う部分と、を有する。被覆層38によって外部端子32の少なくとも根元部が補強される。半導体装置が回路基板に実装された後に、被覆層38によって外部端子32に加えられる応力を緩和することができる。
【0017】
図3に示すように、ランド部24は、下地層30に接触してなる第1の部分26と、下地層30とは非接触となっている第2の部分28と、を有する。すなわち、第1の部分26は、下地層30にオーバーラップしており、第2の部分28は、下地層30にオーバーラップしていない。これによれば、ランド部24の第2の部分28の直下には下地層30が形成されていないので、応力に追従してランド部24が変形し又は動くことが可能になり、応力を効果的に緩和することができる。第1の部分26はランド部24の中央部に配置され、第2の部分28はランド部24の端部に配置されていてもよい。これによれば、ランド部24がその平面形状の中心を軸として傾斜して動くことが可能になり、ランド部24に加えられる応力を緩和することができる。また、ランド部24に外部端子32が設けられる場合には、外部端子32の自由度が増し、外部端子32の根元部に加えられる応力を低減することができる。図4に示すように、ライン部22及びランド部24の接続部を除き、第1の部分26の全周に第2の部分28が配置されていてもよい。その場合、第2の部分28は、第1の部分26の全周にほぼ一定の幅(ライン部22及びランド部24の接続部付近を除く)を有して配置されていてもよい。ランド部24が下地層30を介して樹脂層18上に形成されている場合、ランド部24の第2の部分28は、樹脂層18から間隔をあけて配置されている。図3に示すように、その間隔には、絶縁層34が埋められていてもよい。これによれば、絶縁層34が下地層30よりも柔らかい場合に、ランド部24の自由度がより向上し、応力を緩和することができる。
【0018】
図3又は図4に示すように、第1の部分26の平面形状の幅(例えば最大幅)Aと、ランド部24の露出部の平面形状(開口部36の平面形状)の幅(例えば最大幅)Bとは、
A<B
の関係を有することが好ましい。こうすることで、ランド部24及び外部端子32の接触部分の内側に下地層30が配置され、ランド部24の露出部に加えられる応力(外部端子32の根元部に加えられる応力)に対して、ランド部24及び外部端子32の自由度がより向上し、応力を効果的に緩和することができる。第1の部分26の平面形状は、ランド部24の平面形状の相似形状(例えば円形状)であってもよい。第1の部分26の平面形状は、開口部36の平面形状の相似形状(例えば円形状)であってもよい。
【0019】
図5〜図8は、本実施の形態に係る半導体装置の変形例を示す図であり、配線層及び下地層の平面図である。以下の変形例では、上述の実施の形態で説明した内容は省略する。
【0020】
図5の変形例に示すように、ランド部50の平面形状は、角形状(例えば四角形状)であってもよい。その場合、下地層30が接触する第1の部分26の平面形状は、開口部36の平面形状の相似形状(例えば円形状)であってもよい。
【0021】
図6の変形例に示すように、下地層52は、ランド部24のみの下地として形成されていてもよい。下地層52は、ランド部24の一部の直下のみに形成されていてもよい。本変形例では、下地層52は、ライン部22の直下には形成されていない。下地層52のその他の構成は、下地層30の内容を適用することができる。図6に示す例では、第1の部分26の全周に第2の部分28が配置されている。
【0022】
図7及び図8に示すように、第1の部分54の平面形状は、ライン部22の延びる方向に細長く形成されていてもよい。例えば、第1の部分54の平面形状は、楕円形又は長方形をなしていてもよい。こうすることで、第2の部分56の横幅(ライン部22の幅方向の幅)を縦幅(ライン部22の延びる方向の幅)よりも広く確保することができ、ランド部24がライン部22の延長線を軸として傾斜して動きやすくなる。そのため、配線層20(詳しくはライン部22及びランド部24の接続部)の断線を防止することができる。図7に示すように、下地層58は、ライン部22の一部の直下にも形成されていてもよい。あるいは、図8に示すように、下地層60は、ランド部24の一部の直下のみに形成されていてもよい。
【0023】
本実施の形態に係る半導体装置は、上述したように構成されており、配線層20又は外部端子32に加えられる応力を効果的に緩和することができる。その効果の詳細は、すでに説明した通りである。
【0024】
次に、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。図9(A)に示すように、集積回路(図2参照)が形成され、パッシベーション膜16が形成された半導体基板10に導電層62を形成する。導電層62は、半導体基板10における電極(図2参照)が形成された面側に形成してもよい。導電層62は、電極に電気的に接続するように(例えば電極にオーバーラップさせて)形成してもよい。半導体基板10(パッシベーション膜16)上に樹脂層18を形成し、樹脂層18及びそれ以外のパッシベーション膜16の領域全体に導電層62を形成してもよい。導電層62は、スパッタ、メッキ(電気メッキ又は無電解メッキ)又はそれらの組み合わせによって形成してもよい。あるいは、導電層62を、インクジェット方式又は印刷方式を適用して形成してもよい。導電層62は、配線層20の下地層30となる(図9(D)参照)。
【0025】
図9(B)に示すように、配線層20を形成する。リソグラフィ技術を適用して配線層20を形成してもよい。例えば、レジスト64を、開口部66を有するようにパターニングし、開口部66内に露出する導電層62の部分に配線層20を形成してもよい。配線層20は、メッキ(例えば電気メッキ)によって形成してもよい。導電層62を給電層として電気メッキにより、配線層20を形成してもよい。配線層20は、ライン部(図2参照)及びランド部24を有するようにパターニングして形成する。ライン部及びランド部24の両方(すなわち配線層20の全体)を、導電層62を下地とするように形成してもよい。電気メッキの場合には、ランド部24の全部の直下に導電層62が配置される。レジスト64を形成した場合には、その後、図9(C)に示すようにレジスト64を除去する。こうして、導電層62上に、配線層20を形成することができる。上述とは別に、配線層20を、インクジェット方式、印刷方式などを適用して形成してもよい。配線層20は、少なくともランド部24が導電層62を下地とするように形成する。
【0026】
図9(D)に示すように、導電層62をランド部24の領域よりもオーバーエッチングして、下地層30を形成する。すなわち、エッチャントがランド部24の領域よりも内側に進入するようにエッチング量を(例えば時間で)コントロールする。ウエットエッチングによって下地層30を形成してもよい。図9(D)に示すように、ランド部24と樹脂層18(又はパッシベーション膜16)との間隔にエッチャントが進入しやすいように、エッチャント(例えばエッチング液)に界面活性剤(例えばセッケン)を混入してもよい。こうして、下地層30に接触してなる第1の部分26と、下地層30とは非接触となっている第2の部分28と、を有するランド部24を形成することができる。図9(D)に示すように、第1の部分26は、ランド部24の中央部に配置され、第2の部分28は、ランド部24の端部に配置されていてもよい。なお、導電層62のライン部の下地となる部分は、同様にオーバーエッチングしてもよいし、あるいはライン部の領域に沿ってジャストエッチングしてもよい。その後、必要に応じて、絶縁層34、外部端子32及び被覆層38を形成してもよい(図3参照)。
【0027】
上述の工程を、半導体ウエハとしての半導体基板10に対して行ってもよい。その場合、上述の工程終了後に、半導体基板10を集積回路12ごとに切断する。こうして、半導体チップを有する複数の半導体装置に個片にすることができる。これによれば、ウエハ単位でパッケージングがなされるので生産性が高い。なお、その他の事項について、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法には、上述した半導体装置について説明した内容が該当する。
【0028】
(第2の実施の形態)
図10(A)〜図11(D)は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図であり、図12(A)及び図12(B)は、半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。
【0029】
まず、半導体基板10に下地層30を形成する(図10(C)参照)。例えば、図10(A)に示すように、半導体基板10における電極が形成された面側に導電層70を形成し、図10(B)に示すように、導電層70の一部を例えばエッチング(例えばドライエッチング又はウエットエッチング)によって除去する。リソグラフィ技術を適用して、導電層70の一部をレジスト72で覆い、導電層70の残りの部分を除去してもよい。その後、レジスト72を除去し、図10(C)に示すように、下地層30を形成する。なお、導電層70の形成方法として、第1の実施の形態で説明した導電層62の内容を適用してもよい。
【0030】
次に、図10(D)に示すように、下地層30を避けてその周辺領域に平坦化層74を形成する。周辺領域は、下地層30を囲む領域であってもよい。平坦化層74は、下地層30の外壁面に密着させてもよい。平坦化層74を形成することによって、下地層30及びその周辺領域の間の段差をなくす(又は小さくする)ことができ、配線層90が形成しやすくなる。
【0031】
次に、配線層90を形成する(図11(D)参照)。まず、図11(A)に示すように、第1の導電層76を形成する。第1の導電層76は、後述の第2の導電層82を電気メッキによって形成するための給電層であり、その詳細は、第1の実施の形態で説明した導電層62の内容を適用することができる。
【0032】
図11(B)に示すように、第1の導電層76上に第2の導電層82を形成する。例えばリソグラフィ技術を適用して、レジスト78を、開口部80を有するようにパターニングし、開口部80内に露出する第1の導電層76の部分に第2の導電層82を形成してもよい。第2の導電層82の詳細は、第1の実施の形態で説明した配線層20の内容を適用することができる。
【0033】
その後、図11(C)に示すようにレジスト78を除去し、第1の導電層76の不要部分を例えばエッチングによって除去する。第1の導電層76を、前工程でパターニングした第2の導電層82の平面形状と同一の平面形状を有するようにパターニングしてもよい。
【0034】
こうして、図11(D)に示すように、第1及び第2の導電層82,84からなる複数層の配線層90を形成することができる。配線層90は、ライン部及びそれに接続されるランド部92を有する。そして、ランド部92は、下地層30に接触してなる第1の部分86と、下地層30とは非接触となっている第2の部分88と、を有する。図11(D)に示すように、平坦化層74を除去してもよい。その場合、平坦化層74における第2の部分88と樹脂層18との間に介在する部分も除去してもよい。第2の部分88と樹脂層18との間隔には、他の材料(例えば絶縁層34(図3参照))が形成されていてもよい。変形例として、平坦化層74を除去せずに残しておいてもよい。少なくとも第2の部分88と樹脂層18との間隔に、平坦化層74を残しておいてもよい。その場合、平坦化層74は、下地層30よりも柔らかい材料で形成されることが好ましい。こうすることで、平坦化層74により、ランド部92又はその上に設けられる外部端子の自由度が向上し、応力を緩和することができる。平坦化層74は、例えば樹脂(例えば上述の樹脂層18と同一材料)であってもよく、応力緩和機能を有することが好ましい。
【0035】
図12(A)及び図12(B)の変形例に示すように、下地層30を避けてその周辺領域に平坦化層74を形成した後(図10(D)参照)、配線層100を形成する。本変形例では、配線層100を無電解メッキ(例えば無電解銅メッキ)を施して形成する。図12(A)に示すように、レジスト(マスク)を形成しないで、断面がマッシュルーム形状の配線層100を形成してもよい。あるいは、レジスト(マスク)を形成し、レジストの開口部の内壁に沿って断面がストレートウォール形状の配線層100を形成してもよい。配線層100は、ライン部及びそれに接続されるランド部102を有し、ランド部102は、下地層30に接触してなる第1の部分94と、下地層30とは非接触となっている第2の部分96と、を有する。なお、図12(B)に示すように、平坦化層74は除去してもよいし、あるいは除去せずに残しておいてもよい。その他の詳細は、上述した内容を適用することができる。
【0036】
(第3の実施の形態)
図13は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。本実施の形態では、下地層30の代わりに下地層130が形成されている。下地層130の厚さは、配線層(例えばランド部24)の厚さよりも大きい。下地層130は、無電解メッキ(例えば無電解ニッケルメッキ)によって形成してもよい。これによれば、スパッタで形成する場合に比べて、容易に厚い層を形成することができる。あるいは、スパッタで形成した薄膜上に、無電解メッキを施して、配線層よりも厚く下地層130を形成してもよい。本実施の形態によれば、ランド部24の第2の部分28の直下の空間(例えば第2の部分28及び樹脂層18の間隔)を大きくすることができるので、ランド部24又は外部端子32の自由度がより向上し、応力を効果的に緩和することができる。その他の詳細は、上述した内容を適用することができる。
【0037】
(第4の実施の形態)
図14は、本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。本実施の形態では、絶縁層34の代わりに絶縁層134が形成されている。絶縁層134は、ランド部24の全部を除いて形成されている。すなわち、絶縁層134は、ランド部24の全部を露出する開口部136を有する。開口部136の平面形状は、ランド部24の平面形状の相似形状(例えば円形状)であってもよい。外部端子32は、開口部136の内側であって、ランド部24の全部に接触するように設けられていてもよい。本実施の形態でも、ランド部24の第2の部分28の直下には下地層30が形成されないので、応力を効果的に緩和することができる。なお、被覆層38が設けられる場合、第2の部分28と樹脂層18との間隔には、被覆層38が埋められていてもよい。被覆層38は、下地層30よりも柔らかい材料で形成されていてもよい。その他の詳細は、上述した内容を適用することができる。
【0038】
(第5の実施の形態)
図15及び図16は、本発明を適用した第5の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。図15は、図16に示す半導体装置の部分拡大図である。本実施の形態に係る半導体装置は、半導体チップ200と、半導体チップ200が搭載された基板210と、基板(例えばインターポーザ)210に形成された配線層220と、配線層220の下地層230と、を含む。
【0039】
半導体チップ200には、集積回路202が形成され、集積回路202に電気的に接続された複数の電極204が形成されている。電極204は、パッド及びその上のバンプを含んでもよい。半導体チップ200は、基板210にフェースダウンボンディングされてもよいし、フェースアップボンディングされていてもよい。フェースダウンボンディングされる場合には、半導体チップ200及び基板210の間に、アンダーフィル材(多くの場合樹脂)206が充填される。基板210は、その両方の面に配線層220が形成されていてもよい。その場合、配線層220は、基板210の各面に導通するためのスルーホールを含む。半導体チップ200が搭載されて、配線層220は、集積回路202に電気的に接続される。
【0040】
配線層220は、ライン部222と、ライン部222に接続されるランド部224と、を有する。ランド部224は、基板210の半導体チップ200とは反対の面側に配置されていてもよい。配線層220(例えばランド部224)には、外部端子232が設けられていてもよい。配線層220の下地層230は、基板210の表面に形成されていてもよい。下地層230は、基板210に導電層及びその上の配線層220を形成した後、導電層をランド部224の領域よりもオーバーエッチングして形成してもよい(図9(A)〜図9(D)参照)。あるいは、基板210に下地層230を形成し、下地層230を避けてその周辺領域に平坦化層(図示しない)を形成し、下地層230及び平坦化層の上に配線層220を形成してもよい(図10(A)〜図12(B)参照)。平坦化層は除去してもよいし、残しておいてもよい。また、基板210に、配線層220の一部を覆う絶縁層234が形成されていてもよい。図15に示す例では、絶縁層234は、ランド部224の一部(例えば中央部)を露出する開口部236を有する。配線層220、下地層230及び絶縁層234の詳細は、上述した内容を適用することができる。
【0041】
図15に示すように、ランド部224は、下地層230に接触してなる第1の部分226と、下地層230とは非接触となっている第2の部分228と、を有する。本実施の形態においても、ランド部224の第2の部分228の直下には下地層230が形成されていないので、応力に追従してランド部224が変形し又は動くことが可能になり、応力を効果的に緩和することができる。なお、その他の詳細は、上述した内容(第1〜第4の実施の形態で説明した内容(変形例を含む))を適用することができる。
【0042】
図17には、本発明の実施の形態に係る半導体装置1が実装された回路基板1000が示されている。本発明の実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器として、図18にはノート型パーソナルコンピュータ2000が示され、図19には携帯電話3000が示されている。
【0043】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図2】 図2は、図1のII−II線断面図である。
【図3】 図3は、図1のIII−III線断面図である。
【図4】 図4は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を説明する図である。
【図5】 図5は、本発明の第1の実施の形態の変形例に係る半導体装置を説明する図である。
【図6】 図6は、本発明の第1の実施の形態の変形例に係る半導体装置を説明する図である。
【図7】 図7は、本発明の第1の実施の形態の変形例に係る半導体装置を説明する図である。
【図8】 図8は、本発明の第1の実施の形態の変形例に係る半導体装置を説明する図である。
【図9】 図9(A)〜図9(D)は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図10】 図10(A)〜図10(D)は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図11】 図11(A)〜図11(D)は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図12】 図12(A)及び図12(B)は、本発明の第2の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図13】 図13は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図14】 図14は、本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図15】 図15は、本発明の第5の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図16】 図16は、本発明の第5の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図17】 図17は、本発明の実施の形態に係る回路基板を示す図である。
【図18】 図18は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図19】 図19は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
10…半導体基板、 12…集積回路、 14…電極、 18…樹脂層、 20…配線層、 22…ライン部、 24…ランド部、 26…第1の部分、 28…第2の部分、 30…下地層、 32…外部端子、 34…絶縁層、 50…ランド部、 52…下地層、 54…第1の部分、 56…第2の部分、 58…下地層、 60…下地層、 70…導電層、 74…平坦化層、 76…第1の導電層、 82…第2の導電層、 86…第1の部分、 88…第2の部分、 90…配線層、 92…ランド部、 94…第1の部分、 96…第2の部分、 100…配線層、 102…ランド部、 130…下地層、 134…絶縁層、 136…開口部、 200…半導体チップ、 202…集積回路、 204…電極、 210…基板、 220…配線層、 222…ライン部、 224…ランド部、 226…第1の部分、 228…第2の部分、 230…下地層、 232…外部端子、 234…絶縁層、 236…開口部
Claims (16)
- 集積回路及び前記集積回路に電気的に接続された電極が形成された半導体基板と、
前記半導体基板の上方に形成された樹脂層と、
前記樹脂層上に形成されたランド部、及び前記電極から前記ランド部に至るまで延出されたライン部を有する配線層と、
前記配線層と前記樹脂層の間に設けられた下地層と、
を含み、
前記ランド部は、前記下地層とオーバーラップする第1の部分と、前記樹脂層から間隔をあけて配置されるとともに前記下地層とオーバーラップしない第2の部分と、を有する半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記ライン部を覆うとともに、前記ランド部の一部を露出する開口部を有する絶縁層をさらに含む半導体装置。 - 請求項2記載の半導体装置において、
前記樹脂層と前記ランド部の前記第2の部分との間隔に、前記絶縁層が埋められてなる半導体装置。 - 請求項2又は請求項3記載の半導体装置において、
前記ランド部の前記第1の部分の幅は、前記ランド部の前記絶縁層からの露出部の幅よりも小さい半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記ライン部を覆うとともに、前記ランド部の全部を露出する開口部を有する絶縁層をさらに含む半導体装置。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の半導体装置において、
前記ランド部は、前記第1の部分を中央部に有し、前記第2の部分を端部に有する半導体装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の半導体装置において、
前記ランド部の前記第1の部分の平面形状は、前記ライン部の延びる方向に細長く形成されてなる半導体装置。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の半導体装置において、
前記下地層は、前記ランド部のみの下地として形成されてなる半導体装置。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の半導体装置において、
前記下地層は、前記ライン部及び前記ランド部の下地として形成されてなる半導体装置。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載の半導体装置において、
前記下地層の厚さは、前記配線層の厚さよりも大きい半導体装置。 - 請求項1から請求項10のいずれかに記載の半導体装置において、
前記ランド部上に設けられた外部端子をさらに含む半導体装置。 - 請求項1から請求項11のいずれかに記載の半導体装置が実装されてなる回路基板。
- 請求項1から請求項11のいずれかに記載の半導体装置を有する電子機器。
- (a)集積回路が形成された半導体基板に導電層を形成すること、
(b)ライン部及びそれに接続されるランド部を有する配線層を、少なくとも前記ランド部が前記導電層を下地とするように形成すること、
(c)前記導電層を前記ランド部の領域よりもオーバーエッチングして、下地層を形成すること、
を含み、
前記ランド部は、前記下地層とオーバーラップする第1の部分と、前記下地層とオーバーラップしない第2の部分と、を有する半導体装置の製造方法。 - (a)集積回路が形成された半導体基板に下地層を形成すること、
(b)前記下地層を避けてその周辺領域に平坦化層を形成すること、
(c)ライン部及びそれに接続されるランド部を有する配線層を、前記ランド部が前記下地層とオーバーラップする第1の部分と、前記下地層とオーバーラップしない第2の部分と、を有するように形成すること、
を含む半導体装置の製造方法。 - 請求項15記載の半導体装置の製造方法において、
前記(c)工程後に、前記平坦化層を除去することをさらに含む半導体装置の製造方法。
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