JP4052237B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に受動素子を内蔵し、整合回路やフィルタなどを取り込んだSiP(システムインパッケージ)形態の半導体装置とその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a SiP (system in package) type semiconductor device having a built-in passive element and incorporating a matching circuit and a filter, and a manufacturing method thereof.
デジタルビデオカメラ、デジタル携帯電話、あるいはノートパソコンなど、携帯用電子機器の小型化、薄型化、軽量化に対する要求は強くなる一方であり、これに応えるために近年のVLSIなどの半導体装置においては3年で7割の縮小化を実現してきた一方で、このような半導体装置をプリント配線基板上に実装した電子回路装置としても、実装基板(プリント配線基板)上の部品実装密度をいかに向上させるかが重要な課題として研究および開発がなされてきた。 The demand for downsizing, thinning, and weight reduction of portable electronic devices such as digital video cameras, digital mobile phones, and notebook personal computers has been increasing. While an electronic circuit device in which such a semiconductor device is mounted on a printed wiring board has been realized by 70% reduction year by year, how can the component mounting density on the mounting board (printed wiring board) be improved? Has been researched and developed as an important issue.
例えば、半導体装置のパッケージ形態としては、DIP(Dual Inline Package )などのリード挿入型から表面実装型へと移行し、さらには半導体チップのパッド電極にはんだや金などからなるバンプ(突起電極)を設け、フェースダウンでバンプを介して配線基板に接続するフリップチップ実装法が開発された。 For example, as a package form of a semiconductor device, a transition from a lead insertion type such as DIP (Dual Inline Package) to a surface mounting type is performed, and furthermore, bumps (projection electrodes) made of solder, gold, or the like are provided on a pad electrode of a semiconductor chip A flip-chip mounting method has been developed in which a face-down connection is made to the wiring board via bumps.
さらに、受動素子を内蔵し、整合回路やフィルタなどを取り込んだSiPと呼ばれる複雑な形態のパッケージへと開発が進んでいる。
図10は上述のSiP形態の半導体装置の一例の断面図である。
シリコン基板100上に酸化シリコンからなる下地絶縁膜101が形成され、その上層に、アルミニウムからなる下部電極102、Ta2O5からなる誘電体膜103、酸化シリコンがらなる保護層104、および、アルミニウムからなる下部電極の取り出し電極105aおよび上部電極105bが積層されている。誘電体膜103を介して下部電極102と上部電極105bが対向して、静電容量素子(C1,C2)が構成されている。
Furthermore, development is progressing to a package of a complicated form called SiP that incorporates a passive element and incorporates a matching circuit, a filter, and the like.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an example of the above-described SiP-type semiconductor device.
A base
静電容量素子を被覆してポリイミド樹脂からなる第1絶縁層106が形成されており、下部電極の取り出し電極105aおよび上部電極105bに達する開口部が形成されている。
上記の開口部内に埋め込まれて下部電極取り出し電極105aおよび上部電極105bに接続するプラグ部分と一体になって、第1絶縁層106上に銅からなる第1配線107が形成されている。ここで、開口部の内壁面に通常形成されるバリアメタルの図示は省略している。
第1配線107の一部はらせん状に形成され、インダクタンスLが構成されている。
A first
A
A part of the
第1絶縁層106および第1配線107の上層に、能動素子が設けられた半導体チップ108がダイアタッチフィルム109により接着されている。半導体チップ108は、半導体本体部分108aにパッド108bが形成され、パッド108bを除く領域は酸化シリコンの保護層108cで覆われた構成であり、フェースアップで、即ち、パッド108b形成面の反対側の面側からマウントされている。
A
第1配線107や半導体チップ108を被覆して、ポリイミド樹脂からなる第2絶縁層110が形成されており、半導体チップ108のパッド108bに達する開口部H2および第1配線107に達する開口部H3が形成されている。
上記の開口部(H1,H2)内に埋め込まれてパッド108bおよび第1配線107に接続するプラグ部分と一体になって、第2絶縁層110上に銅からなる第2配線111が形成されている。ここで、開口部の内壁面に通常形成されるバリアメタルの図示は省略している。
A second
A
第2配線111に接続して、銅からなるポスト112が形成されており、その間隙における第2絶縁層110の上層にポリイミド樹脂からなる絶縁性のバッファ層113が形成されている。
さらに、バッファ層113の表面においてポスト112に接続するようにバンプ(突起電極)114が形成されている。
A
Further, bumps (projection electrodes) 114 are formed on the surface of the
上記のSiP形態の半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図11(a)に示すように、シリコン基板100の表面に下地絶縁膜101を形成し、その上層にスパッタリング法によりアルミニウムを堆積させ、パターン加工して下部電極102を形成し、次にCVD法によりTa2O5を堆積させ、パターン加工して誘電体層103を形成し、さらに酸化シリコンを堆積して誘電体層の保護層104を形成し、RIE(反応性イオンエッチング)により電極取り出し用の窓開けを行い、スパッタリング法によりアルミニウムを堆積させ、パターン加工して下部電極の取り出し電極105aおよび上部電極105bを形成する。以上で、静電容量素子(C1,C2)が構成される。
次に、スピンコート法により感光性ポリイミド樹脂を供給して塗布し、第1絶縁層106を形成する。
A method for manufacturing the SiP semiconductor device will be described.
First, as shown in FIG. 11A, a base
Next, a photosensitive polyimide resin is supplied and applied by spin coating to form the first
次に、図11(b)に示すように、第1絶縁膜106にパターン露光および現像をして、下部電極の取り出し電極105aおよび上部電極105bに達する開口部H1を第1絶縁膜106に形成する。
Next, as shown in FIG. 11B, pattern exposure and development are performed on the first
次に、図11(c)に示すように、シードスパッタリングによりTi/Cuからなる不図示のバリアメタル膜を形成し、さらに開口部H1と配線形成領域を開口するパターンのレジスト膜(不図示)を成膜し、レジスト膜をマスクとしてバリアメタル膜をシードとする電解メッキにより銅をメッキする。次に、レジスト膜を除去し、さらに銅をマスクとしてバリアメタル膜をエッチング除去する。これにより、開口部H1内のプラグと一体に第1配線107を形成する。この工程においてインダクタンスLも同時にパターン形成する。
Next, as shown in FIG. 11C, a barrier metal film (not shown) made of Ti / Cu is formed by seed sputtering, and a resist film (not shown) having a pattern that opens the opening H 1 and the wiring formation region. ), And copper is plated by electrolytic plating using the resist film as a mask and the barrier metal film as a seed. Next, the resist film is removed, and the barrier metal film is etched away using copper as a mask. As a result, the
次に、図12(a)に示すように、第1絶縁層106および第1配線107上に別工程で予め形成された半導体チップ108をダイアタッチフィルム109により接着する。半導体チップ108にはパッド108bが形成されており、フェースアップでマウントする。
Next, as shown in FIG. 12A, a
次に、図12(b)に示すように、スピンコート法により感光性ポリイミド樹脂を供給して塗布し、第2絶縁層110を形成する。
次に、第2絶縁膜110にパターン露光および現像をして、半導体チップ108のパッド108bに達する開口部H2および第1配線107に達する開口部H3を第2絶縁膜110に形成する。
次に、第1配線107と同様にして、開口部(H2,H3)内のプラグと一体に第2配線111をパターン形成する。
このとき、次工程でのポスト形成のために、第2配線111のバリアメタル膜はエッチングしないで残しておく。
Next, as shown in FIG. 12B, a photosensitive polyimide resin is supplied and applied by spin coating to form a second
Next, pattern exposure and development are performed on the second
Next, in the same manner as the
At this time, the barrier metal film of the
次に、第2絶縁層110および第2配線111上に感光性ドライフィルムをラミネートし、パターン露光および現像によりポスト用の開口部を形成し、これをマスクとし、第2配線111のバリアメタル膜をシードとする電解メッキにより、開口部内に銅のポスト112を形成し、ドライフィルムの剥離およびバリアメタル膜のエッチングを行う。
さらに、スピンコート法によりエポキシ樹脂を供給して塗布し、バッファ層113を形成し、樹脂硬化後に、研削により銅のポスト112の頭出しを行い、さらにポスト112に接続するようにバンプ114を形成する。
以上で、図10に示す構成のSiP形態の半導体装置が形成される。
Next, a photosensitive dry film is laminated on the second
Further, an epoxy resin is supplied by spin coating and applied to form the
Thus, the SiP-type semiconductor device having the configuration shown in FIG. 10 is formed.
上記のSiP形態の半導体装置の製造方法において、半導体チップ108のパッド108bに達する開口部H2および第1配線107に達する開口部H3を開口するための第2絶縁層110のパターン露光は、ウェハ一括で行っている。
このため、開口の精度はマスクからのギャップ、即ち、露光される感光性ポリイミド膜の膜厚によって決まる。従って、半導体チップのZ方向の傾きや半導体チップの薄さのバラツキにより半導体チップ108のパッド108bに達する開口部H2に対する開口不良が発生する問題があった。
これを避けるために、ギャップの小さい半導体チップ108のパッド108bに達する開口部H2に露光条件を合わせると、同時に行う第1配線107に達する開口部H3の開口が困難となってしまう。
特に、半導体装置の小型化や微細化に伴い、配線や電極の大きさも微細化されてきている。半導体チップのパッドも微細化され、これに対応するためにはパッド108bに達する開口部H2の開口サイズも小さくすることが重要となってくる。このため、半導体チップ108のパッド108bに達する開口部H2と第1配線107に達する開口部H3の開口の両立はますます困難となる傾向にある。これを解決するために第1配線107に達する開口部H3の開口サイズを大きく設定すると、SiP形態の半導体装置全体の小型化が困難となる弊害がある。
In the above-described method for manufacturing a SiP-type semiconductor device, pattern exposure of the second
Therefore, the accuracy of the opening is determined by the gap from the mask, that is, the film thickness of the exposed photosensitive polyimide film. Therefore, there is a problem that an opening defect with respect to the opening H 2 reaching the
In order to avoid this, if the exposure conditions are matched with the opening H 2 reaching the
In particular, with the miniaturization and miniaturization of semiconductor devices, the size of wirings and electrodes has also been miniaturized. Semiconductor chip pads are also miniaturized, in order to cope with this becomes important to smaller aperture size of the aperture H 2 reaching the
解決しようとする問題点は、SiP形態の半導体装置における配線と半導体チップを被覆して形成された絶縁層に対して、配線と半導体チップのパッドに達する開口を良好に行うことが困難である点である。 The problem to be solved is that it is difficult to satisfactorily open the wiring and the pad of the semiconductor chip in the insulating layer formed by covering the wiring and the semiconductor chip in the semiconductor device of the SiP type. It is.
本発明の半導体装置は、基板と、前記基板に形成された下層配線と、能動素子を含み、表面にパッドが形成され、パッド形成面の反対側の面から前記基板にマウントされた半導体チップと、前記下層配線上に形成された導電性ポストと、前記半導体チップ、前記導電性ポストおよび前記下層配線を被覆して形成された絶縁樹脂層と、前記半導体チップの前記パッドに達するように前記絶縁樹脂層に開口された第1開口部と、前記導電性ポストに達するように前記絶縁樹脂層に開口された第2開口部と、前記第1開口部および前記第2開口部の内部および前記絶縁樹脂層上に形成された上層配線とを有し、前記導電性ポストの底面の径は前記第2開口部の開口径より10μm以上大きく形成されている。 The semiconductor device of the present invention includes a substrate, a lower layer wiring formed on the substrate, an active element, a pad formed on the surface, and a semiconductor chip mounted on the substrate from the surface opposite to the pad forming surface. A conductive post formed on the lower layer wiring; an insulating resin layer formed to cover the semiconductor chip, the conductive post and the lower layer wiring; and the insulation to reach the pad of the semiconductor chip. A first opening opened in the resin layer; a second opening opened in the insulating resin layer so as to reach the conductive post; and the interior of the first opening and the second opening and the insulation. possess an upper layer wiring formed on the resin layer, the diameter of the bottom surface of the conductive post is formed larger than 10μm than the opening diameter of the second opening.
上記の本発明の半導体装置は、基板に下層配線が形成され、また、能動素子を含み、表面にパッドが形成された半導体チップがパッド形成面の反対側の面からマウントされている。さらに、下層配線上に導電性ポストが形成されている。
半導体チップ、導電性ポストおよび下層配線を被覆して絶縁樹脂層が形成され、絶縁樹脂層には、半導体チップのパッドに達するように第1開口部が開口され、一方、導電性ポストに達するように第2開口部が開口され、第1開口部および第2開口部の内部および絶縁樹脂層上に上層配線が形成されている。
ここで、導電性ポストの底面の径は第2開口部の開口径より10μm以上大きく形成されている。
In the semiconductor device of the present invention described above, the lower layer wiring is formed on the substrate, and the semiconductor chip including the active element and having the pad formed on the surface is mounted from the surface opposite to the pad forming surface. Furthermore, a conductive post is formed on the lower layer wiring.
An insulating resin layer is formed so as to cover the semiconductor chip, the conductive post, and the lower layer wiring. The first opening is opened in the insulating resin layer so as to reach the pad of the semiconductor chip, while the conductive post reaches the conductive post. The second opening is opened, and the upper wiring is formed inside the first opening and the second opening and on the insulating resin layer.
Here, the diameter of the bottom surface of the conductive post is formed to be 10 μm or more larger than the opening diameter of the second opening.
本発明の半導体装置の製造方法は、基板に下層配線を形成する工程と、前記下層配線上に導電性ポストを形成する工程と、能動素子を含み、表面にパッドが形成された半導体チップをパッド形成面の反対側の面から前記基板にマウントする工程と、前記半導体チップ、前記導電性ポストおよび前記下層配線を被覆して絶縁樹脂層を形成する工程と、前記半導体チップの前記パッドに達する第1開口部と前記導電性ポストに達する第2開口部とを、前記絶縁樹脂層に開口する工程と、前記第1開口部および前記第2開口部の内部および前記絶縁樹脂層上に上層配線を形成する工程とを有し、前記導電性ポストを形成する工程において、前記導電性ポストの底面の径が前記第2開口部の開口径より10μm以上大きくなるように前記導電性ポストを形成する。 A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a lower layer wiring on a substrate, a step of forming a conductive post on the lower layer wiring, and a semiconductor chip including an active element and having a pad formed on the surface. Mounting on the substrate from a surface opposite to the formation surface; covering the semiconductor chip, the conductive post and the lower layer wiring; forming an insulating resin layer; and reaching the pad of the semiconductor chip A step of opening one opening and a second opening reaching the conductive post into the insulating resin layer; and an upper layer wiring inside the first opening and the second opening and on the insulating resin layer possess and forming, in the step of forming the conductive posts, the conductive posts as the diameter of the bottom surface of said conductive posts is greater than 10μm than the opening diameter of the second opening Formation to.
上記の本発明の半導体装置の製造方法は、基板に下層配線を形成し、下層配線上に導電性ポストを形成する。
次に、能動素子を含み、表面にパッドが形成された半導体チップをパッド形成面の反対側の面からマウントする。
次に、半導体チップ、導電性ポストおよび下層配線を被覆して絶縁樹脂層を形成し、半導体チップのパッドに達する第1開口部と導電性ポストに達する第2開口部とを絶縁樹脂層に開口し、第1開口部および第2開口部の内部および絶縁樹脂層上に上層配線を形成する。
ここで、導電性ポストを形成する工程において、導電性ポストの底面の径が第2開口部の開口径より10μm以上大きくなるように導電性ポストを形成する。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the lower layer wiring is formed on the substrate, and the conductive post is formed on the lower layer wiring.
Next, the semiconductor chip including the active element and having the pad formed on the surface is mounted from the surface opposite to the pad forming surface.
Next, an insulating resin layer is formed by covering the semiconductor chip, the conductive posts and the lower layer wiring, and the first opening reaching the pads of the semiconductor chip and the second opening reaching the conductive posts are opened in the insulating resin layer. Then, upper wiring is formed inside the first opening and the second opening and on the insulating resin layer.
Here, in the step of forming the conductive post, the conductive post is formed so that the diameter of the bottom surface of the conductive post is larger than the opening diameter of the second opening by 10 μm or more.
本発明の半導体装置は、絶縁樹脂層には下層配線に対する開口部の代わりに導電性ポストに対する開口部が開口されているので、導電性ポスト部分におけるギャップと半導体チップのパッド部分におけるギャップとの差が導電性ポストの高さの分だけ緩和されている。これにより、下層配線に接続するための導電性ポスト部分での開口と半導体チップのパッドに達する開口がともに良好になされている。 In the semiconductor device of the present invention, since the opening for the conductive post is opened in the insulating resin layer instead of the opening for the lower layer wiring, the difference between the gap in the conductive post portion and the gap in the pad portion of the semiconductor chip. Is relaxed by the height of the conductive posts. As a result, both the opening in the conductive post portion for connection to the lower layer wiring and the opening reaching the pad of the semiconductor chip are made favorable.
本発明の半導体装置の製造方法は、導電性ポスト部分におけるギャップと半導体チップのパッド部分におけるギャップとの差を導電性ポストの高さの分緩和して開口するので、下層配線に接続するための導電性ポスト部分での開口と半導体チップのパッドに達する開口をともに良好に行うことできる。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the difference between the gap in the conductive post portion and the gap in the pad portion of the semiconductor chip is opened by relaxing the height of the conductive post. Both the opening at the conductive post portion and the opening reaching the pad of the semiconductor chip can be satisfactorily performed.
以下に、本発明に係る半導体装置およびその製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a semiconductor device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本実施形態に係るSiP形態の半導体装置の断面図である。
例えば、シリコン基板10上に酸化シリコンからなる下地絶縁膜11が形成され、その上層に、例えばアルミニウムあるいは銅からなる下部電極12、Ta2O5、BST、PZT、BaTiO3、窒化シリコン、ポリイミド樹脂あるいは酸化シリコンなどからなる誘電体膜13、アルミニウムあるいは銅からなる下部電極の取り出し電極14aおよび上部電極14bが積層されており、誘電体膜13を介して下部電極12と上部電極14bが対向している部分が静電容量素子(Ca,Cb)となっている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a SiP-type semiconductor device according to this embodiment.
For example, a
静電容量素子を被覆してポリイミド樹脂、エポキシ樹脂あるいはアクリル樹脂などからなる第1絶縁層15が形成されている。
第1絶縁層15には、下部電極取り出し電極14aおよび上部電極14bに達する開口部が形成されており、この開口部内に埋め込まれて下部電極取り出し電極14aおよび上部電極14bに接続するプラグ部分と一体になって、第1絶縁層15上にバリアメタル層16aおよび銅層16bからなる第1配線16が形成されている。
第1配線16の一部はらせん状に形成され、インダクタンス(La,Lb)が構成されている。
A first insulating
The first insulating
A part of the
また、第1配線16を被覆して第1絶縁層15と同様のポリイミド樹脂などからなる第2絶縁層17が形成され、第1配線16に達する開口部が形成されており、この開口部内に埋め込まれて第1配線16に接続するプラグ部分と一体になって、第2絶縁層17上にバリアメタル層18aおよび銅層18bからなる第2配線18が形成されている。
第2配線18の一部はらせん状に形成され、インダクタンスLcが構成されている。
In addition, a second insulating
A part of the
さらに、第2配線18を被覆して第1絶縁層15と同様のポリイミド樹脂などからなる第3絶縁層19が形成され、第2配線18に達する開口部が形成されており、この開口部内に埋め込まれて第2配線18に接続するプラグ部分と一体になって、第3絶縁層19上にバリアメタル層20aおよび銅層20bからなる第3配線20が形成されている。
第3配線20の一部はらせん状に形成され、インダクタンス(Ld,Le)が構成されている。
Further, a third insulating
A part of the
第3絶縁層19および第3配線20の上層に、能動素子が設けられた半導体チップ21がダイアタッチフィルム22により接着されている。半導体チップ21は、半導体本体部分21aにパッド21bが形成され、パッド21bを除く領域は酸化シリコンの保護層21cで覆われた構成であり、フェースアップで、即ち、パッド21b形成面の反対側の面側からマウントされている。
一方、第3配線20の上層に、例えば銅などの導電性材料から構成される柱状の第1導電性ポストPCが形成されている。
A
On the other hand, the upper layer of the
第3配線20、半導体チップ21および第1導電性ポストPCを被覆して第1絶縁層15と同様のポリイミド樹脂などからなる第4絶縁層23が形成されている。
第4絶縁層23には、半導体チップ21のパッド21bに達する第1開口部Haおよび導電性ポストPCに達する第2開口部Hbが形成されている。
上記の第1および第2開口部(Ha,Hb)内に埋め込まれてパッド21bおよび導電性ポストPCに接続するプラグ部分と一体になって、第4絶縁層23上にバリアメタル層24aおよび銅層24bからなる第4配線24が形成されている。
The
The fourth insulating
The first and second opening of the (H a, H b) embedded within turned plug portion integrally connecting the
第4配線24に接続して、銅などからなる第2導電性ポスト25が形成されており、その間隙における第4絶縁層23の上層に、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂あるいはポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂などからなる絶縁性のバッファ層26が形成されている。
さらに、バッファ層26の表面において第2導電性ポスト25に接続するようにバンプ(突起電極)27が形成されている。
A second
Further, bumps (projection electrodes) 27 are formed on the surface of the
本実施形態においては、例えば、導電性ポスト(第1導電性ポストPC)より下層に形成されている第1配線16、第2配線18および第3配線20などの配線を下層配線と称し、導電性ポスト(第1導電性ポストPC)より上層に形成されている第4配線24などの配線を上層配線と称する。
上記の本実施形態の半導体装置は、シリコン基板10に上記のような下層配線(第1配線16、第2配線18および第3配線20)が形成され、また、半導体チップ21がフェースアップでマウントされており、また、下層配線上に導電性ポスト(第1導電性ポストPC)が形成されており、半導体チップ、導電性ポストおよび下層配線を被覆して絶縁樹脂層(第4絶縁層23)が形成され、絶縁樹脂層には、半導体チップ21のパッド21bに達するように第1開口部Haが開口され、一方、導電性ポスト(第1導電性ポストPC)に達するように第2開口部Hbが開口され、第1開口部および第2開口部の内部および絶縁樹脂層上に上層配線(第4配線24)に形成されている構成となっている。
In the present embodiment, for example, the
In the semiconductor device of the present embodiment, the lower layer wiring (
上記の本実施形態の半導体装置によれば、絶縁樹脂層には下層配線に対する開口部の代わりに導電性ポストに対する開口部が開口されているので、導電性ポスト部分におけるギャップと半導体チップのパッド部分におけるギャップとの差が導電性ポストの高さの分だけ緩和されている。これにより、下層配線に接続するための導電性ポスト部分での開口と半導体チップのパッドに達する開口がともに良好になされている。
上記のような導電性ポスト(第1導電性ポストPC)を用いた接続方法では、熱の伝導性の高い配線を設けることができ、例えば電源やグランドに接続する配線に好ましく適用できる。
According to the semiconductor device of the present embodiment described above, since the opening for the conductive post is opened in the insulating resin layer instead of the opening for the lower layer wiring, the gap in the conductive post portion and the pad portion of the semiconductor chip The difference from the gap is reduced by the height of the conductive post. As a result, both the opening in the conductive post portion for connection to the lower layer wiring and the opening reaching the pad of the semiconductor chip are made favorable.
In the connection method using the conductive posts (first conductive posts P C ) as described above, wiring with high thermal conductivity can be provided, and can be preferably applied to, for example, wiring connected to a power supply or ground.
上記の本実施形態の半導体装置において、好ましくは、導電性ポスト(第1導電性ポストPC)の表面と半導体チップ21のパッド21bの表面とが略同じ高さとなるように、導電性ポスト(第1導電性ポストPC)の高さが設定されている。
略同じ高さであることにより、導電性ポスト部分におけるギャップと半導体チップのパッド部分におけるギャップが略等しくなり、両部分に対する開口は良好になされる。
In the semiconductor device of the present embodiment, preferably, the conductive posts (first conductive posts P C ) and the conductive posts (first conductive posts P C ) and the
By having substantially the same height, the gap in the conductive post portion and the gap in the pad portion of the semiconductor chip become substantially equal, and the opening for both portions is made good.
上記の導電性ポスト(第1導電性ポストPC)は、円柱形状あるいは八角柱形状であることが好ましい。これにより、製造工程において第1導電性ポストPCを被覆して第4絶縁層23を形成する時にボイドが形成されるのを防止あるいは低減することができる。
また、導電性ポスト(第1導電性ポストPC)のアスペクト比が1以下であることが好ましい。上記の製造工程において第4絶縁層23を形成する時に第1導電性ポストPCが転倒したり、ボイドが形成されるのを防止あるいは低減することができる。
また、導電性ポスト(第1導電性ポストPC)の底面の径は、導電性ポスト(第1導電性ポストPC)に達するように開口された第2開口部Hbの開口径より10μm以上大きく形成されていることが好ましい。これにより、第2開口部Hbの開口工程において、半径あたり5μmづつの合わせずれ余裕を確保することができる。
The conductive post (first conductive post P C ) is preferably cylindrical or octagonal. Thus, it is possible to prevent or reduce the voids are formed when forming a fourth insulating
The aspect ratio of the conductive post (first conductive post P C ) is preferably 1 or less. It is possible to prevent or reduce a first conductive posts P C is or fall, voids are formed in forming the fourth insulating
The diameter of the bottom surface of the conductive posts (first conductive post P C) is, 10 [mu] m than the opening diameter of the second opening H b which is opened so as to reach the conductive posts (first conductive post P C) It is preferable that it is formed larger. Thereby, in the opening process of the 2nd opening part Hb , the misalignment allowance of 5 micrometers per radius can be ensured.
また、上記の下層配線および上層配線を含む配線の一部が、受動素子を構成していることが好ましい。静電容量素子(Ca,Cb)やインダクタンス(La〜Le)などの受動素子を組み合わせることで、例えばLPF(Low Pass Filter )、BPF(Band Pass Filter)あるいはHPF(High Pass Filter)などを構成することができ、また、これらと半導体チップ21に設けられた能動素子との組み合わせで、いわゆるSiP形態の半導体装置を構成することができる。受動素子を構成する配線の層数は、例えば必要なフィルタの個数に合わせて設けることができる。
ここで、本実施形態にように、例えばシリコン基板10と絶縁樹脂層(第4絶縁層23)の間に、例えば複数の樹脂層(第1絶縁層15、第2絶縁層17、第3絶縁層19)の積層体からなる下層絶縁樹脂層が形成されており、下層配線の一部が下層絶縁樹脂層に埋め込まれて形成されている構成として、下層絶縁樹脂層に埋め込まれた受動素子を下層配線の一部から構成することができる。
Further, it is preferable that a part of the wiring including the lower layer wiring and the upper layer wiring constitutes a passive element. Capacitive element (C a, C b) by combining passive devices such as and the inductance (L a ~L e), for example, LPF (Low Pass Filter), BPF (Band Pass Filter) or HPF (High Pass Filter) In addition, a so-called SiP-type semiconductor device can be configured by combining these with active elements provided on the
Here, as in the present embodiment, for example, a plurality of resin layers (first insulating
次に、上記の本実施形態の半導体装置の製造方法について図2〜9を参照して説明する。本実施形態においては、例えば図2〜9に示す全ての工程についてウェハレベルで行うことができる。
まず、図2(a)に示すように、例えば、CVD(化学気相成長)法あるいは熱拡散法により、シリコン基板10上に酸化シリコンを形成し、下地絶縁膜11とする。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, for example, all processes shown in FIGS. 2 to 9 can be performed at the wafer level.
First, as shown in FIG. 2A, silicon oxide is formed on the
次に、図2(b)に示すように、例えば、スパッタリング法などによりアルミニウムあるいは銅などを堆積させ、パターン加工して下部電極12とする。
次に、例えばCVD法などによりTa2O5、BST、PZT、BaTiO3、窒化シリコンあるいは酸化シリコンを堆積させて、あるいはスピンコート法などによりポリイミド樹脂を塗布して、誘電体膜13を形成し、得られた誘電体膜13に下部電極取り出し口を開口する。
次に、例えばスパッタリング法などによりアルミニウムあるいは銅などを堆積させ、パターン加工して下部電極の取り出し電極14aおよび上部電極14bとする。
誘電体膜13を介して下部電極12と上部電極14bが対向する静電容量素子(Ca,Cb)が構成される。
Next, as shown in FIG. 2B, for example, aluminum or copper is deposited by sputtering or the like, and patterned to form the
Next, for example, Ta 2 O 5 , BST, PZT, BaTiO 3 , silicon nitride or silicon oxide is deposited by CVD or the like, or polyimide resin is applied by spin coating or the like to form the
Next, for example, aluminum or copper is deposited by sputtering or the like, and patterned to form a lower electrode take-out
Capacitance elements (C a , C b ) in which the
次に、図2(c)に示すように、例えば、スピンコート法などにより、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂あるいはアクリル樹脂などの感光性絶縁材料を供給し、10μmの膜厚で第1絶縁層15を形成する。
感光性ポリイミド樹脂の場合、例えば以下の条件で成膜する。
スピンコート:50rpm(1秒)+50rpm(20秒)+300rpm(5秒)+1000rpm(10秒)
プリベーク:90℃(120秒)+100℃(120秒)+室温(30秒)
Next, as shown in FIG. 2C, a photosensitive insulating material such as polyimide resin, epoxy resin, or acrylic resin is supplied by, eg, spin coating, and the first insulating
In the case of a photosensitive polyimide resin, for example, the film is formed under the following conditions.
Spin coating: 50 rpm (1 second) + 50 rpm (20 seconds) + 300 rpm (5 seconds) + 1000 rpm (10 seconds)
Pre-bake: 90 ° C (120 seconds) + 100 ° C (120 seconds) + room temperature (30 seconds)
次に、露光量150mJでパターン露光および現像し、下部電極の取り出し電極14aおよび上部電極14bに達する開口部を第1絶縁層15に形成する。開口部のアスペクト比は、次工程のシードスパッタリングのカバレッジを考慮して、1.7以下とする。
現像後、例えば以下の条件で第1絶縁層15を硬化(キュア)させる。
ポストキュア:150℃(20分)+150℃(30分)+300℃(20分)+300℃(120分)
Next, pattern exposure and development are performed at an exposure amount of 150 mJ, and an opening reaching the
After the development, for example, the first insulating
Post cure: 150 ° C. (20 minutes) + 150 ° C. (30 minutes) + 300 ° C. (20 minutes) + 300 ° C. (120 minutes)
次に、図3(a)に示すように、例えば、シードスパッタリングによりTiCuあるいはCrCuを成膜し、第1絶縁層15に形成した開口部の内壁を被覆して、全面にバリアメタル層16aを形成し、O2アッシャー(300W)で5分処理する。
Next, as shown in FIG. 3A, for example, TiCu or CrCu is formed by seed sputtering, the inner wall of the opening formed in the first insulating
次に、図3(b)に示すように、例えば、第1絶縁層15に形成した開口部と第1配線の形成領域以外にメッキされるのを防止するために、レジスト塗布および現像処理を行い、第1絶縁層15に形成した開口部と第1配線の形成領域を開口するパターンのレジスト膜R1を成膜する。
Next, as shown in FIG. 3B, for example, in order to prevent plating other than the opening formed in the first insulating
次に、図3(c)に示すように、例えば、レジスト膜をマスクとし、バリアメタル層16aをシードとする1.5A、90分の電解メッキにより、第1絶縁層15上での膜厚が5μm程度となるように銅をメッキして、第1絶縁層15に形成した開口部と第1配線の形成領域に銅層16bを形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, for example, the film thickness on the first insulating
次に、図4(a)に示すように、例えば、アッシング処理などによりレジスト膜R1を除去し、さらに図4(b)に示すように、銅層16bをマスクとしてバリアメタル層16aをエッチング加工する。このシードエッチングにおいてアンダーカットがないようにするため、第1絶縁層15に形成した開口部とレジスト膜R1のパターンのオーバーラップ部分は、少なくとも5μmとする。
以上で、下部電極取り出し電極14aおよび上部電極14bに接続するプラグ部分と一体にして、第1絶縁層15上にバリアメタル層16aおよび銅層16bからなる第1配線16を形成する。このとき、受動素子の1つであるインダクタンス(La,Lb)も第1配線16の一部として同時にパターン形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, the resist film R1 is removed by, for example, ashing, and the
As described above, the
次に、上記のようなセミアディティブ方式による配線の形成を3回繰り返して、絶縁膜を3層積層させ、各層に配線を形成する。即ち、第1絶縁膜15の形成、第1絶縁膜15に対する開口部の開口および第1配線16の形成の各工程の後、第2絶縁膜17の形成、第2絶縁膜17に対する開口部の開口、第2配線18の形成、第3絶縁膜19の形成、第3絶縁膜19に対する開口部の開口、および、第3配線の形成の各工程を行い、図5(a)に示す状態とする。
第2配線18の形成時には、受動素子の1つであるインダクタンスLcも第2配線18の一部として同時にパターン形成する。
但し、第3配線の形成工程においては、バリアメタル層20aの成膜、レジスト膜のパターン形成、電解メッキでの銅層20bの形成、レジスト膜の除去の各工程が終了した時点で、即ち、バリアメタル層20aを第3配線のパターンに沿って除去する工程を行わずにそのまま残して、次工程に移る。これは、バリアメタル層20aを次工程の第1導電性ポストを形成する工程においても使用するためである。
Next, the formation of the wiring by the semi-additive method as described above is repeated three times, three insulating films are stacked, and wiring is formed in each layer. That is, after the steps of forming the first insulating
When forming the
However, in the step of forming the third wiring, when the
次に、図5(b)に示すように、例えば、第1導電性ポストの形成領域以外にメッキされるのを防止するために、レジスト塗布および現像処理を行い、第1導電性ポストの形成領域PPを開口するパターンのレジスト膜R2を成膜する。 Next, as shown in FIG. 5B, for example, in order to prevent plating outside the formation region of the first conductive post, resist coating and development processing are performed to form the first conductive post. A resist film R2 having a pattern opening the region PP is formed.
次に、図6(a)に示すように、例えば、レジスト膜R2をマスクとして、バリアメタル層20aを用いた電解メッキにより銅をメッキして、レジスト膜R2の開口部に銅からなる柱状の第1導電性ポストPCを形成する。この後、レジスト膜R2を除去する。
Next, as shown in FIG. 6A, for example, copper is plated by electrolytic plating using the
次に、図6(b)に示すように、例えば、第1導電性ポストPCおよび銅層20bをマスクとしてバリアメタル層20aをエッチング加工する。これにより、バリアメタル層20aおよび銅層20bからなる第3配線20が形成される。このとき、受動素子の1つであるインダクタンス(Ld,Le)も第3配線20の一部として同時にパターン形成する。
Next, as shown in FIG. 6 (b), for example, a
次に、図7(a)に示すように、例えば、第3絶縁層19および第3配線20の上層に、別工程において予め薄型個片化工程までしておいた能動素子を有する半導体チップ21をマウントする。
半導体チップ21は、半導体本体部分21aにパッド21bが形成され、パッド21bを除く領域は酸化シリコンの保護層21cで覆われた構成であり、フェースアップで、即ち、パッド21b形成面の反対側の面側から、ダイアタッチフィルム22を介して積層させ、60〜70℃の温度で1.0〜1.3Nの荷重を0.7〜1秒間かけて接着する。半導体チップ21の搭載面に設けられたアライメントマークと半導体チップ21の電極とをツールからオフセットさせることで1台のカメラで認識させることができ、例えば搭載精度±1μmを満たして搭載できる。
Next, as shown in FIG. 7A, for example, a
The
次に、図7(b)に示すように、例えば、スピンコート法などにより、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂あるいはアクリル樹脂などの感光性絶縁材料を供給し、第4絶縁層23を形成する。例えば硬化後に例えば50μmの膜厚となるように形成するが、これは半導体チップ21および第1導電性ポストPCを被覆するような厚さとすればよい。
感光性ポリイミド樹脂の場合、例えば以下の条件で成膜する。
未硬化の感光性ポリイミド樹脂の粘度:31.5Pa・s
スピンコート:50rpm(1秒)+50rpm(30秒)+300rpm(30秒)+1200rpm(20秒)
プリベーク:60℃(240秒)+90℃(240秒)+110℃(240秒)+室温(30秒)
Next, as shown in FIG. 7B, a fourth insulating
In the case of a photosensitive polyimide resin, for example, the film is formed under the following conditions.
Viscosity of uncured photosensitive polyimide resin: 31.5 Pa · s
Spin coating: 50 rpm (1 second) + 50 rpm (30 seconds) + 300 rpm (30 seconds) + 1200 rpm (20 seconds)
Pre-bake: 60 ° C (240 seconds) + 90 ° C (240 seconds) + 110 ° C (240 seconds) + room temperature (30 seconds)
次に、露光量150mJでパターン露光および現像し、半導体チップ21のパッド21bに達する第1開口部Haおよび第1導電性ポストPC に達する第2開口部Hbを第4絶縁層23に形成する。
現像後、例えば以下の条件で第4絶縁層23を硬化(キュア)させる。
ポストキュア:150℃(20分)+150℃(30分)+300℃(20分)+300℃(120分)
Next, pattern exposure and development with an exposure amount 150 mJ, a second opening H b reaching the first opening H a and the first conductive post P C reaches the
After the development, for example, the fourth insulating
Post cure: 150 ° C. (20 minutes) + 150 ° C. (30 minutes) + 300 ° C. (20 minutes) + 300 ° C. (120 minutes)
例えば、第3配線20の膜厚が5μm程度、ダイアタッチフィルム22の接着層部分の厚さが12.5μm程度であるとすると、第3配線20の凹凸に対してダイアタッチフィルム22が変形してカバレッジすることから、半導体チップ21のパッド21bの位置は第3絶縁層19の表面から半導体チップ21の厚さ+15μm程度となる。
従って、膜厚が5μm程度の第3配線20の上層に形成する第1導電性ポストPCの表面と半導体チップ21のパッド21bの表面の高さを合わせるためには、第1導電性ポストPCの高さを半導体チップ21の厚さ+10μm程度に合わせることが好ましい。
例えば、半導体チップ21の厚さが25μm程度の場合には、第1導電性ポストPCの高さを35μm程度とし、半導体チップ21の厚さが50μm程度の場合には、第1導電性ポストPCの高さを60μm程度とする。第1導電性ポストPCの高さのウェハ面内のバラツキは±2.5%程度である。第1導電性ポストPCの高さに対する目標値は、配線やダイアタッチフィルムの厚さなどに応じて変えることは言うまでもない。
上記のように第1導電性ポストPCの表面と半導体チップ21のパッド21bの表面の高さを略合わせた場合、半導体チップ21のパッド21b部分と第1導電性ポストPC部分におけるギャップ(両部分における第4絶縁層23の膜厚)は略同じ値となり、本実施気形態においては、例えば、半導体チップ21のパッド21b部分におけるギャップが7〜13μm(平均で10μm程度)、第1導電性ポストPC部分におけるギャップが7〜13μm(平均で10μm程度)と、どちらも10μm程度の同じ値となる。
このとき、半導体チップ21のパッド21bに達する第1開口部Haおよび第1導電性ポストPCに達する第2開口部Hbとしては、どちらも例えば30μmの径で良好に開口することができる。
For example, if the thickness of the
Therefore, in order to adjust the height of the first conductive post P C of the surface and the surface of the
For example, when the thickness of the
When the height of the surface of the first conductive post P C and the surface of the
At this time, the second opening H b reaching the first opening H a and the first conductive post P C reaches the
上記の第1導電性ポストPCを形成する工程において、円柱形状あるいは八角柱形状として形成することが好ましい。これにより、第1導電性ポストPCを被覆して第4絶縁層23を形成する時にボイドが形成されるのを防止あるいは低減することができる。
また、上記の第1導電性ポストPCを形成する工程において、第1導電性ポストPCのアスペクト比が1以下となるように形成することが好ましい。上記の製造工程において第4絶縁層23を形成する時に第1導電性ポストPCが転倒したり、ボイドが形成されるのを防止あるいは低減することができる。
また、第1導電性ポストPCを形成する工程において、第1導電性ポストPCの底面の径が第1導電性ポストPCに達するように開口された第2開口部Hbの開口径より10μm以上大きく形成することが好ましい。これにより、第2開口部Hbの開口工程において、半径あたり5μmづつの合わせずれ余裕を確保することができる。
In the step of forming the first conductive post P C above, it is preferably formed as a cylindrical shape or an octagonal prism shape. Thus, it is possible to prevent or reduce the voids are formed when forming a fourth insulating
Further, in the step of forming the first conductive post P C above, that the aspect ratio of the first conductive posts P C is formed to be 1 or less preferred. It is possible to prevent or reduce a first conductive posts P C is or fall, voids are formed in forming the fourth insulating
Further, in the step of forming the first conductive post P C, the opening diameter of the second opening H b the diameter of the bottom surface of the first conductive posts P C is opened so as to reach the first conductive post P C It is preferable to form it larger than 10 μm. Thereby, in the opening process of the 2nd opening part Hb , the misalignment allowance of 5 micrometers per radius can be ensured.
次に、図8(a)に示すように、例えば、シードスパッタリングによりTiCuあるいはCrCuを成膜し、半導体チップ21のパッド21bに達する第1開口部Haおよび第1導電性ポストPC に達する第2開口部Hbの内壁を被覆して、全面にバリアメタル層24aを形成し、O2アッシャー(300W)で5分処理する。
次に、レジスト塗布および現像処理を行い、半導体チップ21のパッド21bに達する第1開口部Haおよび第1導電性ポストPC に達する第2開口部Hbと第4配線の形成領域を開口するパターンのレジスト膜(不図示)を成膜し、これをマスクとし、バリアメタル層24aをシードとする1.5A、90分の電解メッキにより銅を5μmの厚さでメッキして、半導体チップ21のパッド21bに達する第1開口部Haおよび第1導電性ポストPC に達する第2開口部Hbと第4配線の形成領域に銅層24bを形成する。この後、上記のレジスト膜を除去する。
Next, as shown in FIG. 8 (a), for example, by forming a TiCu or CrCu by seed sputtering, reaches the first opening H a and the first conductive post P C reaches the
Next, the resist coating and developing processing, opening a second opening H b and forming region of the fourth wiring reaching the first opening H a and the first conductive post P C reaches the
次に、例えば感光性ドライフィルムを貼り合わせ、あるいはレジスト膜を成膜し、パターン露光および現像して第2導電性ポスト用の開口部を形成し、バリアメタル膜24aを用いた銅の電解メッキにより、高さ100μm、径150μmの第2導電性ポスト25を形成する。
次にドライフィルムあるいはレジスト膜を除去し、さらに第2導電性ポスト25および銅層24bをマスクとしてバリアメタル層24aをエッチング加工する。これにより、バリアメタル層24aおよび銅層24bからなる第4配線24が形成される。
Next, for example, a photosensitive dry film is bonded or a resist film is formed, pattern exposure and development are performed to form an opening for the second conductive post, and electrolytic plating of copper using the
Next, the dry film or resist film is removed, and the
次に、図9(a)に示すように、例えばポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂あるいはポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂などをスピンコートまたは印刷などにより成膜し、120μmの膜厚で絶縁性のバッファ層26を形成する。
例えばポリアミドイミド樹脂を印刷する場合は、樹脂の粘度を138Pa・sとし、スキージ速度10mm/sで印刷する。
Next, as shown in FIG. 9A, for example, a polyamide imide resin, a polyimide resin, an epoxy resin, a phenol resin, or a polyparaphenylene benzobisoxazole resin is formed by spin coating or printing, and the film thickness is 120 μm. Thus, the insulating
For example, when printing a polyamideimide resin, the viscosity of the resin is 138 Pa · s, and printing is performed at a squeegee speed of 10 mm / s.
次に、図9(b)に示すように、バッファ層26の樹脂硬化後に、研削により第2導電性ポスト25の頭出しを行う。このときの条件は、例えば#600砥石、スピンドル回転数1500rpm、送り速度(0.2mm/s+0.1mm/s)とする。
Next, as shown in FIG. 9B, after the resin hardening of the
次に、第2導電性ポスト25に接続するように、例えばハンダボールの搭載、LGA、あるいはハンダバンプの印刷などにより、バンプ(突起電極)26を形成する。
ハンダバンプの印刷の場合には、例えば無鉛ハンダを0.2mmの径で印刷し、260℃以下の温度でリフローしてバンプに成形する。
この後、例えばシリコン基板10をハーフカットし、薄型化を行うことでダイシングすることで、二次接続信頼性を有し、応力緩和可能なバッファ層を有するためにアンダーフィル不要でリペア可能な、図1に示す構成のウェハレベルのSiP形態の半導体装置とすることができる。
Next, bumps (projection electrodes) 26 are formed so as to be connected to the second
In the case of printing solder bumps, for example, lead-free solder is printed with a diameter of 0.2 mm and reflowed at a temperature of 260 ° C. or lower to form bumps.
After that, for example, the
上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、導電性ポスト(第1導電性ポストPC)部分におけるギャップと半導体チップ21のパッド21b部分におけるギャップとの差を、導電性ポスト(第1導電性ポストPC)の高さの分緩和して開口するので、下層配線(第1配線16、第2配線18および第3配線20)に接続するための導電性ポスト(第1導電性ポストPC)部分での開口と半導体チップ21のパッド21bに達する開口をともに良好に行うことできる。
According to the manufacturing method of the semiconductor device according to the above-described embodiment, the difference between the gap in the conductive post (first conductive post P C ) portion and the gap in the
さらに、本実施形態に係る半導体装置によれば、以下の効果を享受できる。
(1)絶縁樹脂層中に内蔵する半導体チップの薄さにバラツキがあっても、そのパッドに対する安定した開口か可能となる。
(2)絶縁樹脂層中に内蔵する半導体チップのマウント時にZ方向の傾きなどがあっても、そのパッドに対する安定した開口か可能となる。
(3)コンタクト、プロキシミティ、ステッパなどの露光性を限定しないで、絶縁樹脂層中に内蔵する半導体チップのパッドに対する安定した開口か可能となる。
(4)半導体チップのパッドを40μmまで縮小化し、ピッチ60μmまで対応可能となり、半導体チップの小型化、縮小化が可能となり、理論収率向上によるコストダウンが図れる。
Furthermore, the semiconductor device according to the present embodiment can enjoy the following effects.
(1) Even if the semiconductor chip incorporated in the insulating resin layer varies in thickness, a stable opening to the pad is possible.
(2) Even when there is an inclination in the Z direction when the semiconductor chip built in the insulating resin layer is mounted, a stable opening to the pad is possible.
(3) A stable opening to the pad of the semiconductor chip built in the insulating resin layer can be achieved without limiting exposure such as contact, proximity, and stepper.
(4) The semiconductor chip pad can be reduced to 40 μm and the pitch can be reduced to 60 μm, so that the semiconductor chip can be reduced in size and reduced, and the cost can be reduced by improving the theoretical yield.
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、導電性ポスト(第1導電性ポスト)の表面の高さは、半導体チップのパッドの表面に合わせることが好ましいが、必ずしもこれに限らない。導電性ポスト(第1導電性ポスト)部分のギャップと半導体チップのパッド部分とのギャップとの差を低減できれば、本発明の効果を得ることができる。
また、下層配線として3層の配線(第1配線、第2配線および第3配線)を形成しているが、これに限らず、少なくとも1層の下層配線が設けられていればよい。
バッファ層や第1〜第4絶縁層に用いる樹脂は上記に限らず、その他の樹脂を用いることもできる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above description.
For example, the height of the surface of the conductive post (first conductive post) is preferably matched with the surface of the pad of the semiconductor chip, but is not necessarily limited thereto. The effect of the present invention can be obtained if the difference between the gap of the conductive post (first conductive post) portion and the gap of the pad portion of the semiconductor chip can be reduced.
In addition, although three-layer wiring (first wiring, second wiring, and third wiring) is formed as the lower-layer wiring, the present invention is not limited to this, and at least one lower-layer wiring may be provided.
The resin used for the buffer layer and the first to fourth insulating layers is not limited to the above, and other resins can also be used.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明の半導体装置は、システムインパッケージ形態の半導体装置に適用できる。 The semiconductor device of the present invention can be applied to a semiconductor device in a system in package form.
本発明の半導体装置の製造方法は、システムインパッケージ形態の半導体装置の製造方法に適用できる。 The semiconductor device manufacturing method of the present invention can be applied to a system-in-package semiconductor device manufacturing method.
10…シリコン基板、11…下地絶縁膜、12…下部電極、13…誘電体膜、14a…下部電極取り出し電極、14b…上部電極、15…第1絶縁層、16…第1配線、16a,18a,20a,24a…バリアメタル層、16b,18b,20b,24b…銅層、17…第2絶縁層、18…第2配線、19…第3絶縁層、20…第3配線、21…半導体チップ、21a…半導体本体部分、21b…パッド、21c…保護層、22…ダイアタッチフィルム、23…第4絶縁層、24…第4配線、25…第2導電性ポスト、26…バッファ層、27…バンプ、PC…第1導電性ポスト、Ca,Cb…静電容量素子、La,Lb,Lc,Ld,Le…インダクタンス、Ha…第1開口部、Hb…第2開口部、100…シリコン基板、101…下地絶縁膜、102…下部電極、103…誘電体膜、104…保護層、105a…下部電極取り出し電極、105b…上部電極、106…第1絶縁層、107…第1配線、108…半導体チップ、108a…半導体本体部分、108b…パッド、108c…保護層、109…ダイアタッチフィルム、110…第2絶縁層、111…第2配線、112…ポスト、113…バッファ層、114…バンプ、C1,C2…静電容量素子、L…インダクタンス、H1〜H3…開口部。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記基板に形成された下層配線と、
能動素子を含み、表面にパッドが形成され、パッド形成面の反対側の面から前記基板にマウントされた半導体チップと、
前記下層配線上に形成された導電性ポストと、
前記半導体チップ、前記導電性ポストおよび前記下層配線を被覆して形成された絶縁樹脂層と、
前記半導体チップの前記パッドに達するように前記絶縁樹脂層に開口された第1開口部と、
前記導電性ポストに達するように前記絶縁樹脂層に開口された第2開口部と、
前記第1開口部および前記第2開口部の内部および前記絶縁樹脂層上に形成された上層配線と
を有し、
前記導電性ポストの底面の径は前記第2開口部の開口径より10μm以上大きく形成されている
半導体装置。 A substrate,
Lower layer wiring formed on the substrate;
A semiconductor chip including an active element, having a pad formed on the surface, and mounted on the substrate from a surface opposite to the pad forming surface;
A conductive post formed on the lower layer wiring;
An insulating resin layer formed to cover the semiconductor chip, the conductive post and the lower layer wiring;
A first opening opened in the insulating resin layer so as to reach the pad of the semiconductor chip;
A second opening opened in the insulating resin layer to reach the conductive post;
Possess an upper layer wiring formed therein and the insulating resin layer of said first opening and said second opening,
The diameter of the bottom face of the conductive post is a semiconductor device formed to be 10 μm or more larger than the opening diameter of the second opening .
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a height of the conductive post is set so that a surface of the conductive post and a surface of the pad have substantially the same height.
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive post has a cylindrical shape or an octagonal prism shape.
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein an aspect ratio of the conductive post is 1 or less.
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a part of the wiring including the lower layer wiring and the upper layer wiring forms a passive element.
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a lower insulating resin layer is formed between the substrate and the insulating resin layer, and a part of the lower wiring is embedded in the lower insulating resin layer.
請求項6に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6 , wherein the lower insulating resin layer includes a laminate of a plurality of resin layers.
前記下層配線上に導電性ポストを形成する工程と、
能動素子を含み、表面にパッドが形成された半導体チップをパッド形成面の反対側の面から前記基板にマウントする工程と、
前記半導体チップ、前記導電性ポストおよび前記下層配線を被覆して絶縁樹脂層を形成する工程と、
前記半導体チップの前記パッドに達する第1開口部と前記導電性ポストに達する第2開口部とを、前記絶縁樹脂層に開口する工程と、
前記第1開口部および前記第2開口部の内部および前記絶縁樹脂層上に上層配線を形成する工程と
を有し、
前記導電性ポストを形成する工程において、前記導電性ポストの底面の径が前記第2開口部の開口径より10μm以上大きくなるように前記導電性ポストを形成する
半導体装置の製造方法。 Forming a lower layer wiring on the substrate;
Forming a conductive post on the lower layer wiring; and
Mounting a semiconductor chip including an active element and having a pad formed on the surface thereof from the surface opposite to the pad forming surface;
Forming an insulating resin layer by covering the semiconductor chip, the conductive post and the lower layer wiring;
Opening a first opening reaching the pad of the semiconductor chip and a second opening reaching the conductive post in the insulating resin layer;
Have a forming an upper wiring on the first internal opening and the second opening and the insulating resin layer,
A method of manufacturing a semiconductor device , wherein in the step of forming the conductive post, the conductive post is formed so that a diameter of a bottom surface of the conductive post is larger than an opening diameter of the second opening by 10 μm or more .
請求項8に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the conductive posts, as with the conductive posts of the surface and the surface of the pad is substantially the same height, according to claim 8 which is formed by setting the height of the conductive posts A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項8に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8 , wherein in the step of forming the conductive post, the conductive post is formed in a cylindrical shape or an octagonal prism shape.
請求項8に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8 , wherein in the step of forming the conductive post, the conductive post is formed so that an aspect ratio is 1 or less.
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