JP4323435B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、集積回路とともに封止されたMEMS素子を備える半導体装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device including a MEMS element sealed together with an integrated circuit, and a manufacturing method thereof.
シリコン基板上に作製された種々のマイクロマシンが、様々な応用分野において広く利用されている(非特許文献1参照)。シリコンは大量に安価に入手でき、また、LSIの製造技術を基本としたマイクロマシン加工技術により、非常に高い寸法精度や加工精度を維持した状態で小型化が容易であり、加えて、量産が可能であるため、シリコンを用いたマイクロマシンの開発が盛んに行われている。近年では、MEMS(MicroElectro Mechanical System)技術と呼ばれる技術分野を作り上げるまでになり、非特許文献1に記載されている応用分野以外にも、各種センサー,医療,光通信,無線通信などの分野にも応用が広がっている。
Various micromachines manufactured on a silicon substrate are widely used in various application fields (see Non-Patent Document 1). Silicon can be obtained in large quantities at low cost, and it can be easily miniaturized while maintaining extremely high dimensional accuracy and processing accuracy by micromachining technology based on LSI manufacturing technology. In addition, mass production is possible. Therefore, development of micromachines using silicon has been actively conducted. In recent years, a technical field called MEMS (MicroElectro Mechanical System) technology has been created, and in addition to the application fields described in Non-Patent
中でも、無線信号などの高周波信号を処理するMEMS(RFMEMSと呼ばれている)は、幅広い研究開発が進められている。RFMEMS素子には、インダクタ,スイッチ,可変容量,共振子,フィルタ,伝送線路,アンテナなど非常に多くの種類がある。このように幅広く検討されているRFMEMS技術において、複数のMEMS素子を集積化し、半導体集積回路を一体化することによる複雑な回路機能の実現や、MEMS素子を実装するための封止及びパッケージの低コスト化が望まれている。 In particular, MEMS (called RFMEMS) that processes high-frequency signals such as radio signals has been extensively researched and developed. There are many types of RFMEMS elements such as inductors, switches, variable capacitors, resonators, filters, transmission lines, antennas, and the like. In the RF MEMS technology that has been widely studied in this way, a plurality of MEMS elements are integrated and a semiconductor integrated circuit is integrated to realize a complicated circuit function, and the sealing and packaging for mounting the MEMS element are low. Cost reduction is desired.
例えば、半導体集積回路と複数のMEMS素子を同一の基板上に搭載し、無線通信用途の一体型送受信機(1チップトランシーバ)を可能とする技術が提案されている(非特許文献2参照)。この技術によれば、部品点数の削減,実装コストの低減,バッチ処理による大量生産などが可能になり、無線トランシーバの小型化低コスト化が可能となる。しかしながら、非特許文献2においては、集積化の概念が提案されているにとどまり、無線通信用途においては、半導体集積回路と複数のMEMS素子とが同一の基板の上に集積化された装置は実現されていない。 For example, a technique has been proposed in which a semiconductor integrated circuit and a plurality of MEMS elements are mounted on the same substrate to enable an integrated transceiver (one-chip transceiver) for wireless communication (see Non-Patent Document 2). According to this technology, it is possible to reduce the number of parts, the mounting cost, mass production by batch processing, and the like, and the radio transceiver can be reduced in size and cost. However, only the concept of integration is proposed in Non-Patent Document 2, and in a wireless communication application, a device in which a semiconductor integrated circuit and a plurality of MEMS elements are integrated on the same substrate is realized. It has not been.
また、封止及びパッケージング方法に関しては、まず、半導体集積回路の小型パッケージング技術として、CSP(chip size packaging:チップサイズパッケージング)技術がある(特許文献1,特許文献2,特許文献3参照)。また、MEMS素子の封止技術として、基板の上に作製した個々のMEMS素子を基板から切り出した後、素子毎に封止する方法がある(特許文献4参照)。また、基板の状態でMEMS素子を一括で封止した後に個別のMEMS素子に切り出す方法がある。
Regarding the sealing and packaging method, first, there is a CSP (chip size packaging) technique as a small packaging technique for semiconductor integrated circuits (see
ここで、上述したCSP技術について説明すると、これは、半導体集積回路の小型パッケージング技術の1つであり、半導体ウエハに作製した集積回路を、チップとほぼ同じサイズでパッケージングする技術の総称である。特許文献1には、半導体集積回路を作製したウエハに、パッケージング用の回路配線を作製した別の基板を接合し、これら接合したウエハ及び基板を研削した後、ウエハをチップに切断するCSP技術が示されている。また、特許文献2,3には、半導体集積回路を作製したウエハの上に、絶縁層と所望のパターンの配線層とを積層し、ウエハの状態でパッケージングの構造を作り込むCSP技術について示されている。
Here, the above-described CSP technology will be described. This is one of the small packaging technologies for semiconductor integrated circuits, and is a generic name for technologies for packaging integrated circuits fabricated on a semiconductor wafer with approximately the same size as a chip. is there.
以下、特許文献2に示された技術について説明すると、図8に示すように、まず、シリコン基板501の上に、集積回路からなる回路素子形成領域502を備え、これらの外側に接続パッド503を備え、両者が、配線503aにより接続されている。また、これらの上に、絶縁層504及び保護膜505が形成され、更に、接続パッド503の上に設けられた開口部506から、保護膜505の上面にかけて引き出し配線507が形成され、この先端の一部に接続パッド部507aが設けられている。加えて、接続パッド部507aの上には、柱状の電極(金属ポスト)508が形成され、電極508の上面が露出するように、シリコン基板501の全域にエポキシ樹脂などからなる封止膜509が形成されている。これらのような構成を形成した後に、シリコン基板501を個々のチップに切り出すことで、特許文献2では、チップと同サイズにパッケージングされた半導体部品を得るようにしている。
Hereinafter, the technique disclosed in Patent Document 2 will be described. As shown in FIG. 8, first, a circuit
このように、上述した従来のCSPの製造技術では、いずれにおいても、MEMS素子とは一体化されていない通常の半導体装置に関し、より小型のパッケージをより安価に得ることを目的とした技術であり、MEMS素子と集積回路と一体化することについては、技術的な要件が考慮されていない。上述した特許文献1,2,3に示された技術では、MEMS素子を集積回路と一体化し、かつ、半導体チップと同程度の大きさのCSPに形成することが、非常に困難である。
As described above, the conventional CSP manufacturing technology described above is a technology aimed at obtaining a smaller package at a lower cost with respect to a normal semiconductor device that is not integrated with a MEMS element. Technical requirements are not considered for integrating the MEMS element and the integrated circuit. In the techniques disclosed in
次に、MEMS素子の封止に関する従来技術について説明すると、特許文献4に示されているように、よく知られた気密封止(ハーメチックシール)と類似した技術によりMEMS素子を封止した状態にパッケージして実装する技術がある。この技術では、図9に示すように、ガラス基板の上に信号線及び固定電極が形成された固定基板601と、シリコン基板から作製された可動電極,梁,アンカーが一体に形成された可動基板602とからパッケージを構成している。可動基板602は、静電マイクロリレー(スイッチ)として動作する。
Next, a description will be given of a conventional technique related to sealing of a MEMS element. As shown in Patent Document 4, the MEMS element is sealed by a technique similar to a well-known hermetic seal (hermetic seal). There is a technology for packaging and mounting. In this technique, as shown in FIG. 9, a
可動基板602は、固定基板601に陽極接合により固定され、また、可動基板602の外周部において、固定基板601には、キャップ部材603が陽極接合により固定され、固定基板601とキャップ部材603とから構成された容器内に、可動基板602が封止された状態となっている。この場合、MEMS素子を基板に作製した後、実装のために素子を切り出す工程や、切り出した素子のハンドリングにおいて、微細な可動部を破損から保護するために、取り扱いには細心の注意が必要となり、実装後の検査においては、個々の素子について品質を保証することが必要となる。
The
これらの結果、特許文献4に示された技術では、必然的に部品の寸法が大きくなり、CSPのような小型パッケージの技術を適用することが非常に困難な状態である。更に、異なる機能を持つ複数のMEMS素子を組み合わせて回路機能を実現するには、個々のMEMS素子を個別に封止した後、実装基板に搭載することになるため、回路機能を実現しようとした場合には、必然的に全体の寸法が大きくなり、全体として実装後の小型化に制限があった。 As a result, the technique disclosed in Patent Document 4 inevitably increases the size of components, and it is very difficult to apply a small package technique such as CSP. Furthermore, in order to realize a circuit function by combining a plurality of MEMS elements having different functions, the individual MEMS elements are individually sealed and then mounted on a mounting board. In some cases, the overall dimensions are inevitably increased, and there is a limit to downsizing after mounting as a whole.
次に、MEMS素子をウエハの状態で一括して封止する従来の技術について説明する。例えば、非特許文献3では、ガラス基板に空間を形成し、形成した空間内にSAW(Surface Acoustic Wave)素子を内蔵させ、これに新たなガラス基板を貼り合わせてから個々のチップに切り出し、封止された状態のSAWチップを得るようにしている。 Next, a conventional technique for collectively sealing the MEMS elements in a wafer state will be described. For example, in Non-Patent Document 3, a space is formed in a glass substrate, a SAW (Surface Acoustic Wave) element is built in the formed space, a new glass substrate is bonded thereto, and then cut into individual chips and sealed. The SAW chip in a stopped state is obtained.
また、非特許文献4では、ウエハの上にMEMS素子を作製した後、封止するための別の基板(封止チップ)を用意し、封止チップの上にMEMS素子の周囲を囲むような形状のBCB(ベンゾシクロブテン)膜を枠パターンとして形成し、枠パターンが形成された封止チップを上記ウエハにフリップチップで貼り付け、ウエハ上に形成されているMEMS素子が封止された状態とした後、個々のチップに切り出すようにしている。 In Non-Patent Document 4, after manufacturing a MEMS element on a wafer, another substrate (sealing chip) for sealing is prepared, and the periphery of the MEMS element is surrounded on the sealing chip. A shaped BCB (benzocyclobutene) film is formed as a frame pattern, a sealing chip on which the frame pattern is formed is affixed to the wafer with a flip chip, and a MEMS element formed on the wafer is sealed After that, it is cut out into individual chips.
また、非特許文献5では、ウエハの上にMEMS素子を作製した後、作製した素子より僅かに大きい程度の小型キャップでMEMS素子を覆い、これらの上からLCP(Liquid Crystal Polymer)と呼ばれる材料を堆積して膜を形成し、これを固化して封止した後、個々のチップに切り出すようにしている。 In Non-Patent Document 5, after a MEMS element is fabricated on a wafer, the MEMS element is covered with a small cap that is slightly larger than the fabricated element, and a material called LCP (Liquid Crystal Polymer) is formed thereon. A film is formed by deposition, solidified and sealed, and then cut into individual chips.
しかしながら、これらの方法は、MEMS素子を封止するための特殊な専用プロセスが必要となり、MEMS素子を供えたチップの実装を含めた製造コストを下げることが非常に困難である。 However, these methods require a special dedicated process for sealing the MEMS element, and it is very difficult to reduce the manufacturing cost including the mounting of the chip provided with the MEMS element.
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
以上に示したように、例えば、無線通信用途においては、複数のMEMS素子と半導体集積回路とを集積化して一体化し、かつCSPなどの小型のパッケージを実現した技術はない。また、これらを実装するために、封止やパッケージングを低コストで実現することが、従来の技術では容易ではないという問題があった。 As described above, for example, in wireless communication applications, there is no technology that integrates and integrates a plurality of MEMS elements and a semiconductor integrated circuit and realizes a small package such as a CSP. Moreover, in order to mount these, there existed a problem that it was not easy with the prior art to implement | achieve sealing and packaging at low cost.
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、この目的は、MEMS素子などの微細な構造体から構成された異なる形態の素子が、LSIなどが形成されている半導体基板の上にモノリシックに搭載され、より小さなパッケージの状態の半導体装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to form an LSI or the like in a different form of an element composed of a fine structure such as a MEMS element. An object of the present invention is to provide a semiconductor device that is monolithically mounted on a semiconductor substrate and is in a smaller package state.
本発明に係る半導体装置は、半導体基板の上に形成されて信号処理を含む回路機能を有する半導体集積回路と、半導体基板の上に形成されて半導体集積回路に接続された第1受動素子と、半導体基板の上に形成されて半導体基板の面に対向する天井壁とこの天井壁を半導体基板の上に支持する側壁とを備えた容器と、容器の内部の半導体基板の上に形成されて可動部を備えて半導体集積回路に接続された第2受動素子と、半導体集積回路,第1受動素子,第2受動素子の少なくとも1つに接続して半導体基板の上に第1受動素子,第2受動素子とともに形成された電極と、第1受動素子及び容器を埋め込んで半導体基板の全域に形成された樹脂絶縁層と、電極の上に接続して配置された樹脂絶縁層を貫通する貫通電極と、樹脂絶縁層の上に形成されて貫通電極に接続する再接続配線と、再接続配線を覆うように形成された保護膜と、保護膜の表面に一部が露出した状態に形成されて再接続配線に接続する外部と接続するための端子とを少なくとも備えるようにしたものである。 A semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor integrated circuit formed on a semiconductor substrate and having a circuit function including signal processing, a first passive element formed on the semiconductor substrate and connected to the semiconductor integrated circuit, A container having a ceiling wall formed on a semiconductor substrate and facing a surface of the semiconductor substrate, and a side wall for supporting the ceiling wall on the semiconductor substrate, and movable on the semiconductor substrate inside the container And a second passive element connected to the semiconductor integrated circuit, and connected to at least one of the semiconductor integrated circuit, the first passive element, and the second passive element on the semiconductor substrate, An electrode formed together with the passive element, a resin insulating layer formed in the entire area of the semiconductor substrate by embedding the first passive element and the container, and a through electrode penetrating through the resin insulating layer disposed on and connected to the electrode Shaped on top of the resin insulation layer Connected to the through electrode, a protective film formed so as to cover the reconnected wiring, and a part of the surface of the protective film exposed to be connected to the outside connected to the reconnected wiring And at least a terminal for performing the operation.
上述した半導体装置によれば、容器の内部は樹脂絶縁層により封止された状態となり、端子を備えた保護膜の上面側が実装の面となる。また、再接続配線を介することで、保護膜の上面側において、各受動素子が配置されている領域の上においても端子の配置が可能となる。なお、保護膜の上に形成されて再接続配線に接続する外部と接続するための第1端子及び第2端子と、第1端子の上に接続して形成された導電材料からなるバンプとを備えるようにしてもよい。 According to the semiconductor device described above, the inside of the container is sealed with the resin insulating layer, and the upper surface side of the protective film provided with the terminals is the mounting surface. Further, the terminals can be arranged on the upper surface side of the protective film on the region where each passive element is arranged by using the reconnection wiring. A first terminal and a second terminal formed on the protective film and connected to the outside connected to the reconnection wiring, and a bump made of a conductive material formed on the first terminal. You may make it prepare.
また、上記半導体装置において、再接続配線の一部から構成された第3受動素子を備えるようにしてもよく、また、第3受動素子は、再接続配線の一部に構成されたスパイラル形状のインダクタであってもよく、また、再接続配線の一部から構成された接地導体を備えるようにしてもよい。 Further, the semiconductor device may include a third passive element configured from a part of the reconnection wiring, and the third passive element has a spiral shape configured as a part of the reconnection wiring. An inductor may be used, and a ground conductor formed of a part of the reconnection wiring may be provided.
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板の上に信号処理を含む回路機能を有する半導体集積回路が形成された状態とする工程と、半導体基板の上に半導体集積回路に接続された第1受動素子が形成された状態とする工程と、半導体基板の上に所定領域を囲う側壁枠とこの側壁枠内に配置されて半導体集積回路に接続されて可動部を備える第2受動素子とが形成された状態とする工程と、側壁枠の上に半導体基板の面に対向する天井壁が形成されて素子が側壁枠と天井壁とからなる容器に配置された状態とする工程と、第1受動素子及び第2受動素子を埋め込んだ樹脂絶縁層が半導体基板の全域に形成された状態とする工程と、電極の上に接続して樹脂絶縁層を貫通する貫通電極が形成された状態とする工程と、貫通電極に接続する再接続配線が樹脂絶縁層の上に形成された状態とする工程と、再接続配線を覆う保護膜が形成された状態とする工程と、再接続配線に接続して外部と接続するための端子が、保護膜の表面に一部が露出した状態で形成された状態とする工程とを少なくとも備えるようにしたものである。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a semiconductor integrated circuit having a circuit function including signal processing on a semiconductor substrate, and a semiconductor integrated circuit connected to the semiconductor integrated circuit on the semiconductor substrate. A step of forming a first passive element, a side wall frame surrounding a predetermined region on the semiconductor substrate, and a second passive element provided in the side wall frame and connected to the semiconductor integrated circuit and having a movable part And a step of forming a ceiling wall facing the surface of the semiconductor substrate on the side wall frame, and a state in which the element is disposed in a container composed of the side wall frame and the ceiling wall, and A state in which the resin insulating layer in which the first passive element and the second passive element are embedded is formed over the entire area of the semiconductor substrate, and a state in which a through electrode that is connected to the electrode and penetrates the resin insulating layer is formed And contact with the through electrode A step of forming a reconnection wiring on the resin insulating layer, a step of forming a protective film covering the reconnection wiring, and connecting the reconnection wiring to the outside The terminal includes at least a step of forming a state in which the terminal is partially exposed on the surface of the protective film.
上記半導体装置の製造方法において、半導体集積回路が、半導体基板の上に形成された後、半導体集積回路の上に層間絶縁層が形成された状態とする第1工程と、層間絶縁層の上に第1シード層が形成された状態とする第2工程と、メッキ法により、第1金属パターン及びこれより厚い第2金属パターンが、第1シード層の上に形成された状態とした後、第1金属パターン及び第2金属パターンをマスクとしたエッチングによりシード層が選択的に除去された状態とする第3工程と、第2金属パターンの間を埋め込み第2金属パターンの一部が露出した状態で第1金属パターンが覆われた状態に、層間絶縁層の上に有機樹脂からなる第1犠牲層が形成された状態とする第4工程と、露出した第2金属パターンの部分を含んで第1犠牲層の上に第2シード層が形成された状態とする第5工程と、メッキ法により、第3金属パターン及びこれより厚い第4金属パターンが、第2シード層の上に形成された状態とした後、第3金属パターン及び第4金属パターンをマスクとしたエッチングにより第2シード層が選択的に除去された状態とする第6工程と、第4金属パターンの間を埋め込み第4金属パターンの一部が露出した状態で第3金属パターンが覆われた状態に、第1犠牲層の上に有機樹脂からなる第2犠牲層が形成された状態とする第7工程と、露出した第4金属パターンの部分を含む第2犠牲層の上に第3シード層が形成された状態とする第8工程と、メッキ法により、複数の開口部を備えた金属層及び第5金属パターンが形成された状態とした後、金属層及び第5金属パターンをマスクとしたエッチングにより第3シード層が選択的に除去された状態とする第9工程と、第1犠牲層及び第2犠牲層が除去された状態とする第10工程と、金属層の上に開口部を塞ぐように封止絶縁層が形成された状態とする第11工程と、第1金属パターン,第2金属パターン,第3金属パターン,第4金属パターン,第5金属パターン,金属層及び封止絶縁層が埋め込まれるように、層間絶縁層の上の半導体基板の全域に渡って樹脂絶縁層が形成された状態とする第12工程と、半導体集積回路に接続する貫通電極が樹脂絶縁層を貫通して形成された状態とする第13工程と、貫通電極に接続する再接続配線が樹脂絶縁層の上に形成された状態とする第14工程と、再接続配線が覆われるように樹脂絶縁層の上に保護膜が形成された状態とする第15工程と、再接続配線に接続する端子が、保護膜の表面に一部が露出した状態に形成された状態とする第16工程とを少なくとも備え、第2金属パターンは、第1金属パターンが形成された領域を囲う枠状の部分と、この枠状の部分の内側に配置された内部部分と、第1受動素子となる部分とから構成され、第4金属パターンは、第2金属パターンの枠状の部分の上に配置されて枠状に形成された部分と、第1受動素子となる部分とを備え、第4金属パターンの枠状の部分と第2金属パターンの枠状の部分とで側壁枠を構成し、第3金属パターンは、第2金属パターンの内部部分に接続されて形成され、第2受動素子を構成する可動部の一部となり、金属層は、天井壁として側壁枠の上に配置され、第1金属パターン及び第3金属パターンは、側壁枠と天井壁とにより構成された容器の内部に配置され、第2金属パターンの第1受動素子となる部分と、第4金属パターンの第1受動素子となる部分と、第5金属パターンとで、第1受動素子を構成し、容器の内部に配置されている第1犠牲層及び第2犠牲層は、開口部を介したエッチングにより除去するようにすればよい。 In the semiconductor device manufacturing method, after the semiconductor integrated circuit is formed on the semiconductor substrate, the interlayer insulating layer is formed on the semiconductor integrated circuit, and the interlayer insulating layer is formed on the interlayer insulating layer. After the second step in which the first seed layer is formed and the first metal pattern and the thicker second metal pattern are formed on the first seed layer by the plating method, A third step in which the seed layer is selectively removed by etching using the first metal pattern and the second metal pattern as a mask; and a state in which a portion of the second metal pattern is exposed between the second metal patterns. In the fourth step, the first sacrificial layer made of an organic resin is formed on the interlayer insulating layer in the state where the first metal pattern is covered, and the exposed second metal pattern portion is included. On one sacrificial layer After the fifth step in which the two seed layers are formed and the third metal pattern and the fourth metal pattern thicker than the fifth metal pattern are formed on the second seed layer by plating, the third step is performed. A sixth step in which the second seed layer is selectively removed by etching using the metal pattern and the fourth metal pattern as a mask, and a part of the fourth metal pattern is exposed between the fourth metal pattern and embedded. A seventh step of forming a second sacrificial layer made of an organic resin on the first sacrificial layer in a state where the third metal pattern is covered in a state, and an exposed portion of the fourth metal pattern After the eighth step in which the third seed layer is formed on the second sacrificial layer and the plating method, the metal layer having a plurality of openings and the fifth metal pattern are formed, Metal layer and fifth metal pattern A ninth step in which the third seed layer is selectively removed by etching using the mask; a tenth step in which the first sacrificial layer and the second sacrificial layer are removed; and An eleventh step in which a sealing insulating layer is formed so as to close the opening; a first metal pattern, a second metal pattern, a third metal pattern, a fourth metal pattern, a fifth metal pattern, a metal layer, and A twelfth step in which the resin insulating layer is formed over the entire area of the semiconductor substrate above the interlayer insulating layer so that the sealing insulating layer is embedded; and the through electrode connected to the semiconductor integrated circuit is formed of the resin insulating layer A thirteenth step for forming a through-hole, a fourteenth step for forming a reconnection wiring connected to the through electrode on the resin insulating layer, and a resin so that the reconnection wiring is covered A protective film is formed on the insulating layer At least a fifteenth step and a sixteenth step in which a terminal connected to the reconnection wiring is formed in a state where a part of the terminal is exposed on the surface of the protective film. A frame-shaped portion surrounding a region where the first metal pattern is formed, an inner portion disposed inside the frame-shaped portion, and a portion serving as a first passive element . A frame-shaped portion disposed on the frame-shaped portion of the second metal pattern and a portion serving as a first passive element; and a frame-shaped portion of the fourth metal pattern and a frame of the second metal pattern The third metal pattern is formed by connecting to the inner part of the second metal pattern and becomes a part of the movable part constituting the second passive element, and the metal layer is formed on the ceiling. The first metal pattern and the third gold are arranged on the side wall frame as a wall. Pattern is located within the container made of the side wall frame and the ceiling wall, a portion serving as the first passive element of the second metal pattern, a portion to be the first passive element of the fourth metal pattern, fifth The first and second sacrificial layers constituting the first passive element and the metal pattern may be removed by etching through the opening.
以上説明したように、本発明によれば、天井壁と側壁とを備えた容器の内部には、可動部を備えて半導体集積回路に接続された第2受動素子が備えられ、容器の内部は樹脂絶縁層により封止された状態となり、再接続配線を介して設けられた端子を備えた保護膜の上面側が実装の面となるので、MEMS素子などの微細な構造体から構成された異なる形態の素子が集積回路とともにモノリシックに搭載された半導体装置が、一般的な半導体部品と同様に取り扱え、同様に実装できるようになる。 As described above, according to the present invention, the interior of the container including the ceiling wall and the side wall includes the second passive element that includes the movable part and is connected to the semiconductor integrated circuit. Since the upper surface side of the protective film provided with the terminals provided via the reconnection wiring is in a state of being sealed by the resin insulating layer, it is a mounting surface, so that different forms configured from fine structures such as MEMS elements A semiconductor device in which these elements are monolithically mounted together with an integrated circuit can be handled in the same manner as a general semiconductor component and can be mounted in the same manner.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図1〜図3は、本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法例を示す工程図である。まず、図1(a)に示すように、例えばシリコンウエハなどの半導体基板101の上に、公知の半導体集積回路の製造技術により、信号処理を含む回路機能を備えた半導体集積回路102が形成され、この周囲に電極パッド103が形成された状態とする。電極パッド103は、実装時に外部との接続のための端子である。また、所定領域に、後述するMEMS素子と接続するための接続パッド104が形成された状態とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 are process diagrams showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1A, a semiconductor integrated
接続パッド104は、MEMS素子と半導体集積回路102とを接続するための端子であり、MEMS素子との接続が可能な寸法に形成されていればよい。なお、図1〜2では、1つのチップ領域を示しているが、これらは部分を示す斜視図である。半導体基板101は、図示していない領域にまで延在し、この上には、複数のチップが同時に形成されている。
The
次に、図1(b)に示すように、金属製の側壁枠106aに囲われた金属製の可動構造体106b,106c、及び固定構造体からなる固定素子107が、接続パッドにより集積回路に接続された状態で、半導体基板101の上に形成された状態とする。なお、図1(b)以降では、接続パッド及び集積回路を示していない。可動構造体106b,106cは、例えば、スイッチ素子,可変容量素子,共振子,メカニカルフィルタなどである。また、固定素子107は、例えば、インダクタ素子,伝送線路,アンテナ素子,インピーダンス整合素子などである。図1(b)では、固定素子107としてスパイラル形状のインダクタ素子を示している。なお、側壁枠106aは、酸化シリコンや窒化シリコンなどの材料から構成されていてもよい。
Next, as shown in FIG. 1B, the metal
次に、図2(c)に示すように、側壁枠106aの上部に金属製の天井壁106dが形成され、MEMS素子106が形成された状態とする。半導体基板101の上では、形成された天井壁106dにより側壁枠106aの内側が、空間を備えた状態で封止された状態となる。封止された空間内においては、可動構造体106b,106cが、動作可能な状態となっている。例えば、天井壁106dを側壁枠106a上に配置した後、有機樹脂膜を用いることで、側壁枠106aと天井壁106dとから構成される容器を封止することができる。
Next, as shown in FIG. 2C, a
側壁枠106aと天井壁106dとからなる容器により、可動構造体を希ガスなどの不活性ガス雰囲気中や真空中に封止すること可能となり、電気的には外部雑音などの影響や外部への不要放射を遮蔽することができる。なお、天井壁106dは、酸化シリコンや窒化シリコンなどの材料から構成されていてもよい。ただし、側壁枠106aと天井壁106dを金属材料から構成することで、電気的な外部雑音などの影響や外部への不要放射が、より効果的に遮蔽可能となる。
The container composed of the
次に、図2(d)に示すように、電極パッド103の上に柱状の金属ポスト(貫通電極)109が形成された状態とし、MEMS素子106及び固定素子107が、充分な厚さの樹脂絶縁層108に覆われた状態とする。樹脂絶縁層108の上面は、金属ポスト109の上面が露出して平坦な状態とされた状態とする。次に、図3(e)に示すように、樹脂絶縁層108の上に露出した部分の金属ポスト109に接続する再接続配線110により、より内側に配置された実装用パッド111が、再接続配線110を介して金属ポスト109(電極パッド103)に接続された状態とする。図3(e)に示す構成では、実装用パッド111が、よく知られたBGA(ball grid array)パッケージと類似の配列とされた例を示している。このように実装用パッド111が形成された後、図3(f)に示すように、実装用パッド111が露出し、他の配線などは被覆された状態に、保護膜112が形成された状態とする。
Next, as shown in FIG. 2D, a columnar metal post (through electrode) 109 is formed on the
以上のように保護膜112により各素子が覆われた状態とした後、半導体基板101より各チップ領域を例えばダイシングなどにより切り出し、チップ部品(半導体装置)の状態とする。チップ部品とした状態では、MEMS素子106の機能を発現する可動構造体106b,106cは、側壁枠106aと天井壁106dとから構成される容器により封止されているので、通常の半導体チップと同様に扱うことが可能である。なお、側壁枠106aと天井壁106dとから構成される1つの容器内に、複数の可動構造体を配置するようにしてもよい。
After each element is covered with the
上述したように、再接続配線110によりパッドの位置を再配置することで、小さいチップサイズの中に、より多くの実装用パッドを配置することが可能となる。また、再配置のための配線のパターンを変更することで、半導体基板101の上に形成した電極パッド103の配置を変更することなく、既存のパッケージと互換性のある状態の実装用パッドの配置が実現可能である。また、パッドの配置として、半導体装置の動作試験に使用する試験用パッドと、実装に使用する実装用パッドとを用意し、再配置のための配線でこれらのパッドとパッド103とが接続された状態とすることも可能である。
As described above, by rearranging the positions of the pads by the
例えば、試験用パッドは、動作試験用の評価装置で用いられているプローブの位置に適合するように配置され、実装用のパッドは、BGAパッケージと互換性のあるように配置されているようにしてもよい。これらのようなパッド配置としておけば、試験評価では、試験用パッドを用いて検査し、この後、実装用パッドに対してバンプが形成された状態とすることで、BGAパッケージとしてフリップチップ実装に共することが容易である。また、フリップチップ実装において、チップと実装基板との間隙に樹脂材料によりアンダーフィルが形成された状態とすることで、試験用パッドが封止された状態が得られる。以上に例示したパッド配置によれば、パッケージ品を供給するまでの工数と所要時間とを削減することが可能となる。 For example, the test pads should be arranged to match the position of the probe used in the evaluation device for operation test, and the mounting pads should be arranged to be compatible with the BGA package. May be. If these pad arrangements are used, in the test evaluation, the test pads are used for inspection, and then bumps are formed on the mounting pads so that the BGA package can be mounted on a flip chip. It is easy to share. In flip chip mounting, a state in which the test pad is sealed is obtained by forming an underfill with a resin material in the gap between the chip and the mounting substrate. According to the pad arrangement exemplified above, it is possible to reduce the man-hours and required time until the package product is supplied.
次に、本実施の形態における他の半導体装置の構成例について説明する。図4は、本実施の形態における半導体装置の構成例を示す模式的な断面図である。この半導体装置は、例えばシリコンウエハなどの半導体基板101の上に、公知の半導体集積回路の製造技術により、信号処理を含む回路機能を備えた半導体集積回路102を備え、この周囲に電極パッド103を備えている。なお、図4は、部分を示す斜視図であり、半導体基板101は、図示していない領域にまで延在し、この上には、複数のチップが同時に形成されている。電極パッド103は、実装時に外部との接続のための端子である。また、所定領域に、後述するMEMS素子と接続するための接続パッド104が形成されている。接続パッド104は、MEMS素子と半導体集積回路102とを接続するための端子であり、MEMS素子との接続が可能な寸法に形成されている。
Next, a configuration example of another semiconductor device in this embodiment is described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of the semiconductor device according to the present embodiment. This semiconductor device includes, for example, a semiconductor integrated
電極パッド103と接続パッド104以外の領域は、絶縁層205に覆われ、絶縁層205の上には、図1〜3に示したMEMS素子106及び固定素子107が形成され、これらが、樹脂絶縁層108に覆われている。樹脂絶縁層108の所定の位置には、電極パッド103及び接続パッド104に接続する金属ポスト109が形成されている。金属ポスト109の上面は、樹脂絶縁層108の上面とほぼ同一の平面を形成している。また、金属ポスト109の上面を含む樹脂絶縁層108の上には、所定の金属ポスト109を接続する再接続配線110が形成され、再接続配線110の上には、これらを覆うように保護膜112が形成されている。また、再接続配線110に接続し、保護膜112を貫通して上部に露出するように、実装用パッド111が形成されている。なお、図示していないが、実装用パッド111の上に、バンプが形成されていてもよい。
A region other than the
図4に示す半導体装置によれば、半導体基板101の上に、半導体集積回路102と、MEMS素子106及び固定素子107とが、一体に形成されて封止された状態が得られ、また、これらの上に配線層が形成された状態が容易に得られる。この構成とした半導体装置は、以降に一例を説明する製造方法により、半導体基板101の上に一括し、かつウエハの状態のまま一貫したプロセスにより製造可能である。
According to the semiconductor device shown in FIG. 4, the semiconductor integrated
図4に示すように、再接続配線110を用いることで、所望とする位置に実装用パッド111が配置されたパッド構造213を形成することが容易となるとともに、再接続配線110を用いた種々の回路機能が実現可能となる。例えば、スパイラル状に形成された再接続配線110に、金属ポスト109を介して半導体集積回路102が接続された状態とすることで、厚膜インダクタ214が実現可能である。このように形成された厚膜インダクタ214によれば、非特許文献6に示されている厚膜インダクタと同様の動作が得られ、高性能のインダクタが得られる。
As shown in FIG. 4, by using the
また、再接続配線110が、実装用パッド111を介して接地された状態とし、一方で、金属ポスト109により半導体集積回路102と接続された状態とすれば、接地導体215が形成された状態とすることができる。接地導体215の構成により、良好な接地状態が得られ、外部雑音の遮断状態や、強固で安定した接地電位が得られるようになる。また、当然ではあるが、再接続配線110を通常の配線層として利用し、MEMS素子の上に配線が形成された状態としてもよい。
Further, when the
次に、上述した半導体装置(チップ部品)の製造方法について、より詳細に説明する。まず、図5(a)に示すように、シリコンウエハである半導体基板301の上に、公知の集積回路製造プロセスにより、複数のトランジスタ、抵抗、容量、配線などから構成された半導体集積回路302が形成された状態とする。また、半導体集積回路302の上に図示しない配線層の所定箇所に接続する電極部303が形成され、これらの上に、例えば酸化シリコンや窒化シリコンからなる層間絶縁層304が形成された状態とする
Next, a method for manufacturing the above-described semiconductor device (chip component) will be described in more detail. First, as shown in FIG. 5A, a semiconductor integrated
次に、所定の電極部303に接続するためのコンタクトホールが層間絶縁層304に形成された状態とした後、図5(b)に示すように、層間絶縁層304の上にシード層305が形成された状態とする。シード層305は、スパッタ法や蒸着法などにより、例えば、まずチタンを堆積してこの上に金を堆積することで形成すれば良い。チタンの膜厚は0.1μm程度とし、金の膜厚は0.1μm程度とすればよい。
Next, after a contact hole for connecting to a
次に、シード層305の上にレジスト材料を塗布し、所望のパターンを備えるマスクを用いて露光することにより所望箇所に開口部を備えたレジストパターンを形成し、レジストパターンの開口部に露出するシード層305の上にメッキ法により金のパターンを形成し、この後レジストパターンを除去することで、図5(c)に示すように、第1金属パターン306が形成された状態とする。引き続き、同様の工程を繰り返すことにより、第2金属パターン307が形成された状態とする。第2金属パターン307は、第1金属パターン306より厚く形成された状態とする。
Next, a resist material is applied on the
例えば、第1金属パターン306の形成時には、マスクとなるレジストパターンの膜厚を1μm程度とし、メッキ膜を膜厚0.3μm程度に形成された状態とすればよい。また、第2金属パターン307の形成時には、マスクとなるレジストパターンの膜厚を1μm程度とし、メッキ膜を膜厚0.6μm程度に形成された状態とすればよい。
For example, when the
この後、第1金属パターン306及び第2金属パターン307をマスクとしてシード層305をエッチング除去し、第1金属パターン306及び第2金属パターン307が層間絶縁層304の上で分離した状態とする。例えば、シード層305の上層にある金は、ヨウ素、ヨウ化アンモニウム、水、エタノールからなるエッチング液により、ウエットエッチングすればよい。このエッチングにより露出したシード層305の下層のチタンは、フッ化水素水溶液によりウエットエッチングできる。
Thereafter, the
次に、図5(d)に示すように、第1金属パターン306は覆われ、第2金属パターン307の上面は露出された状態に、層間絶縁層304の上に犠牲層308が形成された状態とする。例えば、PBO(ポリベンザオキサゾール)からなる感光性有機樹脂を塗布して塗布膜を形成し、形成した塗布膜を公知のリソグラフィ技術によりパターニングすることで、犠牲層308が形成できる。犠牲層308形成のためのパターニング処理では、前処理として120℃のプリベークを4分程度行い、パターニング後には310℃程度の加熱処理を行い、有機樹脂の膜が熱硬化された状態とする。上記有機樹脂としては、住友ベークライト社製のCRC8300を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 5D, a
次に、シード層305と同様にすることで、新たなシード層が形成された状態とし、第1金属パターン306及び第2金属パターン307と同様の2回のリソグラフィ工程及びメッキ法と、形成された金属パターンをマスクとしたシード層の選択エッチングとにより、図5(e)に示すように、膜厚0.3μm程度の第3金属パターン309及び膜厚0.6μm程度の第4金属パターン310が形成された状態とする。
Next, in the same manner as the
第3金属パターン309は、第2金属パターン307の一部に接続し、MEMS素子を構成する可動構造体の一部となる。第3金属パターン309の周囲に配置されている第4金属パターン310は、この下に配置されている第2金属パターン307と、側壁枠を構成するものとなる。また、他の第4金属パターン310は、一部の第2金属パターン307の上に接続して配置され、固定素子を構成するものとなる。次に、図5(d)を用いて説明した方法と同様にし、図5(f)に示すように、第3金属パターン309は覆われ、第4金属パターン310の上面は露出された状態に、犠牲層308の上に犠牲層311が形成された状態とする。
The
次に、シード層305と同様にすることで、新たなシード層が形成された状態とし、上記各金属パターンの形成と同様のリソグラフィ工程及びメッキ法と、形成された金属パターンをマスクとしたシード層の選択エッチングとにより、図6(g)に示すように、複数の金属層312及び金属パターン314が形成された状態とする。メッキの厚さは、1μm程度とすればよい。一部の金属層312には開口部313が形成され、開口部313を備える金属層312は天井壁となる。複数の開口部313が、例えば、格子状に配列されていればよい。
Next, in the same manner as the
以上のことにより、第2金属パターン307の一部に接続した第3金属パターン309からなる可動構造体と、これらを囲う第2金属パターン307及び第4金属パターン310からなる側壁枠と、この上に形成された開口部313を備える金属層312からなる天井壁とにより構成されたMEMS素子が、半導体基板301の上に形成された状態が得られる。可動構造体は、側壁枠と天井壁とからなる容器内の空間に配置された状態となる。また、一部の第2金属パターン307,第4金属パターン310,及び金属パターン314から構成された固定素子が、半導体基板301の上に形成された状態が得られる。
As described above, the movable structure made of the
次に、例えばオゾンアッシャー装置を用い、オゾンを犠牲層308,犠牲層311に作用させ、犠牲層308,犠牲層311を除去する。金属層312の下部の、第2金属パターン307及び第4金属パターン310からなる側壁枠に囲われた閉空間内の各犠牲層は、開口部313を介してオゾンを作用させることで除去できる。この後、図6(h)に示すように、金属層312の上に封止絶縁層315が貼り付けられた状態とすることで、電極部303により半導体集積回路302と接続したMEMS素子106及び固定素子107が、層間絶縁層304の上に形成された状態が得られる。各素子は、例えば、受動素子として機能する。
Next, ozone is applied to the
また、封止絶縁層315により、金属層312の開口部313は塞がれるので、金属層312の下の第2金属パターン307及び第4金属パターン310からなる側壁枠に囲われた空間は、封止された状態となる。なお、封止絶縁層315は、例えば、STP(spin-coating film transfer and hot pressing:非特許文献6参照)法により貼り付けられた絶縁膜を、パターニングすることで形成すればよい。貼り付ける絶縁膜は、例えば、膜厚5μm程度の有機材料からなる膜であればよい。また、樹脂を塗布することで上記絶縁膜が形成された状態としてもよい。また、化学的気相成長法により、上記絶縁膜が形成された状態としてもよい。また、上記絶縁膜の代わりに、金属などの導電性膜を用い、金属層312の開口部313を塞ぐようにしてもよい。
In addition, since the
次に、図6(i)に示すように、MEMS素子106及び固定素子107を覆うように、膜厚20μm程度の樹脂絶縁層316が形成された状態とする。PBOからなる感光性有機樹脂を塗布することで、樹脂絶縁層316が形成できる。ついで、公知のフォトリソグラフィ技術により樹脂絶縁層316をパターニングし、図6(j)に示すように、所定の電極部303にまで貫通する貫通孔316aが形成された状態とする。貫通孔316aが形成された後、310℃程度の加熱処理を行い、樹脂絶縁層316を構成する有機樹脂が熱硬化された状態とする。
Next, as illustrated in FIG. 6I, a
次に、貫通孔316aの底部を含む樹脂絶縁層316の表面にメッキによりシード層を形成した後、貫通孔316aの部分に開口部を備えたレジストパターンを形成し、レジストパターンの開口部に選択的にメッキ膜が形成された状態とする。メッキ膜は、膜厚20μm程度に形成された状態とし、形成されたメッキ膜により貫通孔316aが充填された状態とする。
Next, after forming a seed layer by plating on the surface of the
ついで、レジストパターンを除去した後、公知のCMP(Chemical Mechanical Policing)法により平坦化し、図6(k)に示すように、金属ポスト317が形成された状態とする。レジストパターンを除去した後、メッキ膜が形成されていない領域に露出しているシード層を前述と同様のウエットエッチングにより除去した後、CMP法による平坦化を行うようにしてもよい。
Next, after removing the resist pattern, it is flattened by a known CMP (Chemical Mechanical Policing) method to form a
以上のことにより、集積回路とともに複数のMEMS素子がモノリシックに搭載された状態が、一連の半導体製造プロセスにより容易に形成可能となる。次に、前述したシード層の形成及びメッキ法による金属パターンの形成により、図7(m)に示すように、樹脂絶縁層316の上に、配線318が形成された状態とし、不要なシード層が除去された状態とする。上述したメッキにより形成される金属パターンの膜厚は2μm程度とすればよい。ついで、配線318の形成されていない領域を埋め込むように、樹脂絶縁層319が形成された状態とする。なお、金属ポスト317,配線318は、これらの領域に開口部を備えた樹脂絶縁層316,樹脂絶縁層319が形成された後、よく知られた(非特許文献6参照)デュアルダマシン法により形成してもよい。
As described above, a state where a plurality of MEMS elements are monolithically mounted together with an integrated circuit can be easily formed by a series of semiconductor manufacturing processes. Next, by forming the seed layer and the metal pattern by plating, the
次に、例えば、PBO(ポリベンザオキサゾール)からなる感光性有機樹脂を塗布して塗布膜を形成し、形成した塗布膜を公知のリソグラフィ技術によりパターニングし、この後熱硬化することで、図7(m)に示すように、保護膜320が形成された状態とする。保護膜320は、膜厚5μm程度に形成されていればよい。次に、保護膜320の開口部にメッキ法により金属膜が形成された状態とし、加えてCMP法により形成した金属膜が平坦化された状態とすることで、実装用パッド321が形成された状態とする。加えて、実装用パッド321の上に、バンプ322が形成されているようにしてもよい。バンプ322は、例えば、スタッド法やメッキ法により形成することができる。また、バンプ322は、例えば、金、及びハンダ材料から構成されていればよい。
Next, for example, a photosensitive organic resin made of PBO (polybenzoxazole) is applied to form a coating film, the formed coating film is patterned by a known lithography technique, and then heat-cured, whereby FIG. As shown in (m), the
また、図7(n)に示すように、配線318に接続する試験用パッド321aが形成されているようにすることも可能である。図7(n)に示す構成とすることで、試験用パッド321aを用いて試験評価を行った後、バンプ322によりフリップチップ実装をすることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 7 (n), a
101…半導体基板、102…半導体集積回路、103…電極パッド、104…接続パッド、106…MEMS素子、106a…側壁枠、106b,106c…可動構造体、107…固定素子、108…樹脂絶縁層、109…金属ポスト、110…再接続配線、111…実装用パッド、112…保護膜。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記半導体基板の上に前記半導体集積回路に接続された第1受動素子が形成された状態とする工程と、
前記半導体基板の上に所定領域を囲う側壁枠とこの側壁枠内に配置されて前記半導体集積回路に接続されて可動部を備える第2受動素子とが形成された状態とする工程と、
前記側壁枠の上に前記半導体基板の面に対向する天井壁が形成されて前記素子が前記側壁枠と前記天井壁とからなる容器に配置された状態とする工程と、
前記第1受動素子及び前記第2受動素子を埋め込んだ樹脂絶縁層が前記半導体基板の全域に形成された状態とする工程と、
前記電極の上に接続して前記樹脂絶縁層を貫通する貫通電極が形成された状態とする工程と、
前記貫通電極に接続する再接続配線が前記樹脂絶縁層の上に形成された状態とする工程と、
前記再接続配線を覆う保護膜が形成された状態とする工程と、
前記再接続配線に接続して外部と接続するための端子が、前記保護膜の表面に一部が露出した状態で形成された状態とする工程と
を少なくとも備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step of forming a semiconductor integrated circuit having a circuit function including signal processing on a semiconductor substrate;
Forming a first passive element connected to the semiconductor integrated circuit on the semiconductor substrate; and
A step of forming a side wall frame surrounding a predetermined region on the semiconductor substrate and a second passive element disposed in the side wall frame and connected to the semiconductor integrated circuit and including a movable part ;
Forming a ceiling wall facing the surface of the semiconductor substrate on the side wall frame, and placing the element in a container composed of the side wall frame and the ceiling wall;
A step of forming a resin insulating layer in which the first passive element and the second passive element are embedded in the entire region of the semiconductor substrate;
A step of forming a through electrode connected to the electrode and penetrating the resin insulating layer; and
A step of forming a reconnection wiring connected to the through electrode on the resin insulating layer;
A step of forming a protective film covering the reconnection wiring; and
A step of forming a terminal for connecting to the reconnection wiring and connecting to the outside in a state where a part of the terminal is exposed on the surface of the protective film. Method.
前記半導体集積回路が、半導体基板の上に形成された後、前記半導体集積回路の上に層間絶縁層が形成された状態とする第1工程と、
前記層間絶縁層の上に第1シード層が形成された状態とする第2工程と、
メッキ法により、第1金属パターン及びこれより厚い第2金属パターンが、前記第1シード層の上に形成された状態とした後、前記第1金属パターン及び前記第2金属パターンをマスクとしたエッチングにより前記シード層が選択的に除去された状態とする第3工程と、
前記第2金属パターンの間を埋め込み前記第2金属パターンの一部が露出した状態で前記第1金属パターンが覆われた状態に、前記層間絶縁層の上に有機樹脂からなる第1犠牲層が形成された状態とする第4工程と、
露出した前記第2金属パターンの部分を含んで前記第1犠牲層の上に第2シード層が形成された状態とする第5工程と、
メッキ法により、第3金属パターン及びこれより厚い第4金属パターンが、前記第2シード層の上に形成された状態とした後、前記第3金属パターン及び前記第4金属パターンをマスクとしたエッチングにより前記第2シード層が選択的に除去された状態とする第6工程と、
前記第4金属パターンの間を埋め込み前記第4金属パターンの一部が露出した状態で前記第3金属パターンが覆われた状態に、前記第1犠牲層の上に有機樹脂からなる第2犠牲層が形成された状態とする第7工程と、
露出した前記第4金属パターンの部分を含む前記第2犠牲層の上に第3シード層が形成された状態とする第8工程と、
メッキ法により、複数の開口部を備えた金属層及び第5金属パターンが形成された状態とした後、前記金属層及び第5金属パターンをマスクとしたエッチングにより前記第3シード層が選択的に除去された状態とする第9工程と、
前記第1犠牲層及び前記第2犠牲層が除去された状態とする第10工程と、
前記金属層の上に前記開口部を塞ぐように封止絶縁層が形成された状態とする第11工程と、
前記第1金属パターン,前記第2金属パターン,前記第3金属パターン,前記第4金属パターン,前記第5金属パターン,前記金属層及び封止絶縁層が埋め込まれるように、前記層間絶縁層の上の前記半導体基板の全域に渡って樹脂絶縁層が形成された状態とする第12工程と、
前記半導体集積回路に接続する貫通電極が前記樹脂絶縁層を貫通して形成された状態とする第13工程と、
前記貫通電極に接続する再接続配線が前記樹脂絶縁層の上に形成された状態とする第14工程と、
前記再接続配線が覆われるように前記樹脂絶縁層の上に保護膜が形成された状態とする第15工程と、
前記再接続配線に接続する端子が、前記保護膜の表面に一部が露出した状態に形成された状態とする第16工程と
を少なくとも備え、
前記第2金属パターンは、前記第1金属パターンが形成された領域を囲う枠状の部分と、この枠状の部分の内側に配置された内部部分と、前記第1受動素子となる部分とから構成され、
前記第4金属パターンは、前記第2金属パターンの枠状の部分の上に配置されて枠状に形成された部分と、前記第1受動素子となる部分とを備え、
前記第4金属パターンの前記枠状の部分と前記第2金属パターンの枠状の部分とで側壁枠を構成し、
前記第3金属パターンは、前記第2金属パターンの内部部分に接続されて形成され、前記第2受動素子を構成する前記可動部の一部となり、
前記金属層は、天井壁として前記側壁枠の上に配置され、
前記第1金属パターン及び前記第3金属パターンは、前記側壁枠と前記天井壁とにより構成された容器の内部に配置され、
前記第2金属パターンの前記第1受動素子となる部分と、前記第4金属パターンの前記第1受動素子となる部分と、前記第5金属パターンとで、前記第1受動素子を構成し、
前記容器の内部に配置されている前記第1犠牲層及び前記第2犠牲層は、前記開口部を介したエッチングにより除去する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1 ,
A first step of forming an interlayer insulating layer on the semiconductor integrated circuit after the semiconductor integrated circuit is formed on a semiconductor substrate;
A second step in which a first seed layer is formed on the interlayer insulating layer;
Etching using the first metal pattern and the second metal pattern as a mask after the first metal pattern and the second metal pattern thicker than the first metal pattern are formed on the first seed layer by plating. A third step of selectively removing the seed layer by:
A first sacrificial layer made of an organic resin is formed on the interlayer insulating layer in a state where the first metal pattern is covered with the second metal pattern being embedded with a part of the second metal pattern exposed. A fourth step of forming a state;
A fifth step in which a second seed layer is formed on the first sacrificial layer including the exposed portion of the second metal pattern;
Etching using the third metal pattern and the fourth metal pattern as a mask after the third metal pattern and the fourth metal pattern thicker than the third metal pattern are formed on the second seed layer by plating. A sixth step of selectively removing the second seed layer by:
A second sacrificial layer made of an organic resin on the first sacrificial layer in a state where the third metal pattern is covered with the fourth metal pattern being buried and a part of the fourth metal pattern is exposed. A seventh step in which is formed;
An eighth step in which a third seed layer is formed on the second sacrificial layer including the exposed portion of the fourth metal pattern;
After the metal layer having a plurality of openings and the fifth metal pattern are formed by plating, the third seed layer is selectively formed by etching using the metal layer and the fifth metal pattern as a mask. A ninth step of removing it;
A tenth step of removing the first sacrificial layer and the second sacrificial layer;
An eleventh step in which a sealing insulating layer is formed on the metal layer so as to close the opening;
The first metal pattern, the second metal pattern, the third metal pattern, the fourth metal pattern, the fifth metal pattern, the metal layer, and the sealing insulating layer are embedded on the interlayer insulating layer. A twelfth step in which a resin insulating layer is formed over the entire area of the semiconductor substrate;
A thirteenth step in which a through electrode connected to the semiconductor integrated circuit is formed through the resin insulating layer;
A fourteenth step in which a reconnection wiring connected to the through electrode is formed on the resin insulating layer;
A fifteenth step in which a protective film is formed on the resin insulating layer so as to cover the reconnection wiring;
A terminal connected to the reconnection wiring is provided with at least a sixteenth step that is formed in a state where a part of the terminal is exposed on the surface of the protective film
The second metal pattern includes a frame-shaped part surrounding a region where the first metal pattern is formed, an internal part disposed inside the frame-shaped part, and a part serving as the first passive element. Configured,
The fourth metal pattern includes a portion disposed on the frame-shaped portion of the second metal pattern and formed in a frame shape, and a portion to be the first passive element ,
A side wall frame is constituted by the frame-shaped portion of the fourth metal pattern and the frame-shaped portion of the second metal pattern,
The third metal pattern is formed by being connected to an inner part of the second metal pattern, and becomes a part of the movable part constituting the second passive element,
The metal layer is disposed on the side wall frame as a ceiling wall,
The first metal pattern and the third metal pattern are arranged inside a container constituted by the side wall frame and the ceiling wall,
The portion that becomes the first passive element of the second metal pattern, the portion that becomes the first passive element of the fourth metal pattern, and the fifth metal pattern constitute the first passive element,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first sacrificial layer and the second sacrificial layer disposed inside the container are removed by etching through the opening.
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