JP4426413B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP4426413B2
JP4426413B2 JP2004276738A JP2004276738A JP4426413B2 JP 4426413 B2 JP4426413 B2 JP 4426413B2 JP 2004276738 A JP2004276738 A JP 2004276738A JP 2004276738 A JP2004276738 A JP 2004276738A JP 4426413 B2 JP4426413 B2 JP 4426413B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal pattern
layer
metal
sacrificial layer
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2004276738A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006088268A (en
Inventor
淳一 小舘
克之 町田
正美 浦野
恒夫 束原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2004276738A priority Critical patent/JP4426413B2/en
Publication of JP2006088268A publication Critical patent/JP2006088268A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4426413B2 publication Critical patent/JP4426413B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Micromachines (AREA)

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の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a manufacturing method of a semiconductor equipment comprising a MEMS device which is sealed with an integrated circuit.

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 Document 1, the present invention is also applied to various fields such as sensors, medical care, optical communication, and wireless communication. Applications are spreading.

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化回路機能の実現や、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 manner, a complicated circuit function is realized by integrating a plurality of MEMS elements and a semiconductor integrated circuit is integrated, and sealing and packaging for mounting the MEMS elements are reduced. 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、実装及びパッケージング方法に関して、従来より、基板の上に作製した個別のMEMS素子を基板から切り出した後に素子毎に封止する方法(特許文献1参照)、基板の状態でMEMS素子を一括で封止した後に個々のMEMS素子に切り出す方法などがある(非特許文献3,4,5参照)。   In addition, regarding mounting and packaging methods, conventionally, individual MEMS elements fabricated on a substrate are cut out from the substrate and then sealed for each element (see Patent Document 1). There is a method of cutting into individual MEMS elements after sealing with (see Non-Patent Documents 3, 4 and 5).

特許文献1の方法では、公知の気密封止(ハーメチックシール)と類似の方法によりMEMS素子をパッケージングしている。この技術では、図8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501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502とからパッケージを構成している。可動基板502は、静電マイクロリレー(スイッチ)として動作する。   In the method of Patent Document 1, the MEMS element is packaged by a method similar to a known hermetic seal (hermetic seal). In this technique, as shown in FIG. 8, a fixed substrate 501 in which signal lines and fixed electrodes are formed on a glass substrate, and a movable substrate in which movable electrodes, beams and anchors made from a silicon substrate are integrally formed. 502 forms a package. The movable substrate 502 operates as an electrostatic micro relay (switch).

可動基板502は、固定基板501に陽極接合により固定され、また、可動基板502の外周部において、固定基板501には、キャップ部材503が陽極接合により固定され、固定基板501とキャップ部材503とから構成された容器内に、可動基板502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 movable substrate 502 is fixed to the fixed substrate 501 by anodic bonding, and a cap member 503 is fixed to the fixed substrate 501 by anodic bonding at the outer peripheral portion of the movable substrate 502, and from the fixed substrate 501 and the cap member 503. The movable substrate 502 is sealed in the configured container. In this case, after manufacturing the MEMS element on the substrate, in order to protect minute movable parts from damage in the process of cutting out the element for mounting and handling of the cut out element, handling with great care is required. In the inspection after mounting, it is necessary to guarantee the quality of each element.

これらのため、上述したMEMS素子では、部品の寸法をあまり小さくすることができず、また、大量生産への適用が容易ではなかった。さらに、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。   For these reasons, in the above-described MEMS element, the dimensions of the parts cannot be made very small, and application to mass production is not easy. 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 substrate. In some cases, the overall dimensions are inevitably increased, and there is a limit to downsizing after mounting as a whole.

一方、封止した後に個々のMEMS素子に切り出す技術として、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。   On the other hand, as a technique for cutting into individual MEMS elements after sealing, 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, and a new glass is added thereto. After the substrates are bonded together, they are cut into individual chips to obtain a sealed SAW chip.

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フロップで貼り付け、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 attached to the wafer by flip-flops, and the 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 on the MEMS element. After deposition, a film is formed, 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。
特開2000−311572号公報 K.E.Petersen,“Silicon as a mechanical materia1", Proc. IEEE, Vol.70, No.5, pp.420-457, May 1982. Clark T.-C. Nguyen, L.P.B.Katehi, and G.M.Rebeiz, "Micromachined Devices for Wireless Communications", IEEE Proceeding, vol.86, No.8, pp.1756-1768, Aug. 1998. D.Ando, K.Oishi, T.Nakamura, and S.Umeda,"Glass direct bonding technology for hermetic seal package", IEEE 10th Int. Wiorkshop on Micro Electro Mechanical Systems, pp.186-190, Jan.1997. A.Jourdain, P.De Moor, S.Pamidighantam, and A.C.Tilmans, "Investigation of the hermeticity of BCB-sealed cavities for housing (RF-) MEMS devices", 15th IEEE Int.Conf. Micro Electro Mechanical Systems, pp.677-680, Jan.2002. F.F.Faheem, K.C.Gupta, and Y.-C.Lee, "Flip-chip assembly and liquid crystal polymer encapsulation for variable MEMS capacitors", IEEE Trans. Microwave Theory and Tech., Vol.51, No.12, pp.2562-2567, Dec.2003. N.Sato, H.Ishii, S.Shigematu, H.Morimura, T.Kamei, K.Kudou, M.Yano, K.Machida, H.Kyuragi, "A sealing technique for stacking MEMS on LSI using spin-coating film transfer and hot pressing",Jpn.J.App1.Phys., Vol.42, Part 1, No.4B, pp.2462-2467, Apr.2003.
The applicant has not yet found prior art documents related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in this specification.
JP 2000-311572 A KEPetersen, “Silicon as a mechanical materia1”, Proc. IEEE, Vol.70, No.5, pp.420-457, May 1982. Clark T.-C.Nguyen, LPBKatehi, and GMRebeiz, "Micromachined Devices for Wireless Communications", IEEE Proceeding, vol.86, No.8, pp.1756-1768, Aug. 1998. D. Ando, K. Oishi, T. Nakamura, and S. Umeda, "Glass direct bonding technology for hermetic seal package", IEEE 10th Int. Wiorkshop on Micro Electro Mechanical Systems, pp. 186-190, Jan. 1997. A. Jourdain, P. De Moor, S. Pamidighantam, and ACTilmans, "Investigation of the hermeticity of BCB-sealed cavities for housing (RF-) MEMS devices", 15th IEEE Int. Conf. Micro Electro Mechanical Systems, pp. 677 -680, Jan. 2002. FFFaheem, KCGupta, and Y.-C.Lee, "Flip-chip assembly and liquid crystal polymer encapsulation for variable MEMS capacitors", IEEE Trans. Microwave Theory and Tech., Vol.51, No.12, pp.2562-2567 , Dec. 2003. N.Sato, H.Ishii, S.Shigematu, H.Morimura, T.Kamei, K.Kudou, M.Yano, K.Machida, H.Kyuragi, "A sealing technique for stacking MEMS on LSI using spin-coating film transfer and hot pressing ", Jpn.J.App1.Phys., Vol.42, Part 1, No.4B, pp.2462-2467, Apr.2003.

以上に示したように、例えば、無線通信用途において、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た装置は実現されていない。また、このように集積化した装置を実装するための、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 a wireless communication application, an apparatus in which a plurality of MEMS elements and a semiconductor integrated circuit are integrated and integrated has not been realized. In addition, there has been a problem that it is not easy with conventional technology to realize sealing and packaging for mounting such an integrated device at a 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た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 monolithically mounted on a semiconductor substrate.

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た第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第2受動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で上面が平坦な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、外部との接続のための端子が樹脂絶縁層の上面に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 step of connecting the semiconductor integrated circuit to the semiconductor integrated circuit on the semiconductor substrate. A state in which one passive element is formed, 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 A step in which a ceiling wall facing the surface of the semiconductor substrate is formed on the side wall frame, and the second passive element is placed in a container composed of the side wall frame and the ceiling wall, and the first passive A step of embedding the element and the second passive element to form a resin insulating layer having a flat upper surface over the entire area of the semiconductor substrate, and a state in which terminals for connection to the outside are formed on the upper surface of the resin insulating layer And at least the process of Those were Unishi.

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上面が平坦な状態に樹脂絶縁層が形成された状態とする第12工程と、樹脂絶縁層を介して半導体集積回路に接続した端子が樹脂絶縁層の上面に形成された状態とする第13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を備えて第2金属パターンの枠状の部分と側壁枠を構成し、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、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、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してもよい。   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 in a state where the upper surface is flat across the entire area of the semiconductor substrate above the interlayer insulating layer so that the sealing insulating layer is embedded; At least a thirteenth step in which a terminal connected to the semiconductor integrated circuit is formed on the upper surface of the resin insulating layer, and the second metal pattern includes a frame-shaped portion surrounding a region where the first metal pattern is formed; Placed inside this frame-shaped part The fourth metal pattern includes a portion that is disposed on the frame-shaped portion of the second metal pattern and is formed in a frame shape, and the frame-shaped portion of the second metal pattern. And the third metal pattern is formed to be connected to the inner part of the second metal pattern, the metal layer is disposed on the side wall frame as a ceiling wall, and the first metal pattern and the third metal The pattern is arranged inside the container constituted by the side wall frame and the ceiling wall, and the first sacrificial layer and the second sacrificial layer arranged inside the container are removed by etching through the opening. May be.

また、前述した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、第1犠牲層の第1金属パターンの上部に第1絶縁パターンが形成された状態とする第5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した後、メッキ法により、第3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、第3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1絶縁パターン及び第3金属パターンの間を埋め込みこれらの上が露出した状態で、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、露出した一部の第3金属パターンの上に第2絶縁パターンが形成された状態とする第8工程と、露出した第3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した後、メッキ法により、第4金属パターンが、第3金属パターン及び第1絶縁パターンの上に形成された状態とし、第4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2絶縁パターン及び第4金属パターンの間を埋め込みこれらの上面が露出した状態で、第2犠牲層の上に有機樹脂からなる第3犠牲層が形成された状態とする第10工程と、露出した第2絶縁パターン及び第4金属パターンの部分を含んで第3犠牲層の上に第4シード層が形成された状態とした後、メッキ法により、第5金属パターンが、一部の第4金属パターンの上に形成された状態とし、第5金属パターンをマスクとしたエッチングにより第4シード層が選択的に除去された状態とする第11工程と、第5金属パターンの間を埋め込みこの上面が露出した状態で、第3犠牲層の上に有機樹脂からなる第4犠牲層が形成された状態とする第12工程と、第5金属パターンの部分を含んで第4犠牲層の上に第5シード層が形成された状態とした後、メッキ法により、複数の開口部を備えた金属層及び第6金属パターンが形成された状態とした後、金属層及び第6金属パターンをマスクとしたエッチングにより第5シード層が選択的に除去された状態とする第13工程と、第1犠牲層,第2犠牲層,第3犠牲層,及び第4犠牲層が除去された状態とする第15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16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,第6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上面が平坦な状態に樹脂絶縁層が形成された状態とする第17工程と、樹脂絶縁層を介して半導体集積回路に接続した端子が樹脂絶縁層の上面に形成された状態とする第18工程とを少なくとも備え、第2金属パターン,第3金属パターン、及び第4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から構成され、第5金属パターンは、第4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を備えて第2金属パターン,第3金属パターン、及び第4金属パターンの枠状の部分と側壁枠を構成し、金属層は、天井壁として側壁枠の上に配置され、第2金属パターン,第3金属パターン、及び第4金属パターンの枠状の部分の内側に配置された内部部分と第1金属パターンとは、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、容器の内部に配置されている第1犠牲層,第2犠牲層,第3犠牲層,及び第4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してもよい。   In the above-described method for manufacturing a semiconductor device, a first step in which an interlayer insulating layer is formed on a semiconductor integrated circuit after the semiconductor integrated circuit is formed on the semiconductor substrate, and the interlayer insulating layer The first metal layer and the second metal pattern thicker than this are formed on the first seed layer by the second step in which the first seed layer is formed on the surface and the plating method. Thereafter, 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 part of the second metal pattern is embedded between the second metal patterns. A fourth step in which 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 in an exposed state; and a first metal pattern of the first sacrificial layer First insulation on top of A fifth step in which a turn is formed, and a state in which a second seed layer is formed on the first sacrificial layer including the exposed portion of the second metal pattern, and then a third method is performed by plating. A sixth step in which the metal pattern is formed on the second seed layer, and the second seed layer is selectively removed by etching using the third metal pattern as a mask; and a first insulating pattern And a seventh step in which a second sacrificial layer made of an organic resin is formed on the first sacrificial layer with the space between the third metal pattern and the upper part exposed, and a part of the exposed portion An eighth step in which the second insulating pattern is formed on the third metal pattern; and a state in which the third seed layer is formed on the second sacrificial layer including the exposed portion of the third metal pattern. After that, the fourth metal pattern is formed by plating. A ninth step in which the first seed layer is formed on the third metal pattern and the first insulating pattern, and the third seed layer is selectively removed by etching using the fourth metal pattern as a mask; A tenth step in which a third sacrificial layer made of an organic resin is formed on the second sacrificial layer, with the upper surface exposed between the second insulating pattern and the fourth metal pattern, and exposure; After the fourth seed layer is formed on the third sacrificial layer including the portion of the second insulating pattern and the fourth metal pattern, the fifth metal pattern is formed in a part of the fourth metal pattern by plating. An eleventh step in which the fourth seed layer is selectively removed by etching using the fifth metal pattern as a mask, and the upper surface is buried between the fifth metal pattern and formed on the metal pattern. Dew In a state where the fourth sacrificial layer made of an organic resin is formed on the third sacrificial layer, and the fifth step on the fourth sacrificial layer including the fifth metal pattern portion. After the seed layer is formed, the metal layer having a plurality of openings and the sixth metal pattern are formed by plating, and then the etching is performed using the metal layer and the sixth metal pattern as a mask. And a fifteenth step in which the fifth seed layer is selectively removed, and a fifteenth step in which the first sacrificial layer, the second sacrificial layer, the third sacrificial layer, and the fourth sacrificial layer are removed. A sixteenth step of forming a sealing insulating layer on the metal layer so as to close the opening, a first metal pattern, a second metal pattern, a third metal pattern, a fourth metal pattern, 5 metal pattern, 6th metal pattern, metal layer and sealing insulating layer A 17th step in which the resin insulating layer is formed in a state where the upper surface is flat across the entire area of the semiconductor substrate above the interlayer insulating layer so as to be embedded, and connected to the semiconductor integrated circuit via the resin insulating layer At least an eighteenth step in which the terminal is formed on the upper surface of the resin insulating layer, and the second metal pattern, the third metal pattern, and the fourth metal pattern have a region where the first metal pattern is formed. It is composed of an enclosing frame-like part and an internal part arranged inside the frame-like part, and the fifth metal pattern is arranged on the frame-like part of the fourth metal pattern and formed into a frame shape The second metal pattern, the third metal pattern, and the frame shape of the fourth metal pattern and the side wall frame are formed, and the metal layer is disposed on the side wall frame as a ceiling wall, Metal pattern, 3rd metal pattern And the internal part arrange | positioned inside the frame-shaped part of a 4th metal pattern, and the 1st metal pattern are arrange | positioned inside the container comprised by the side wall frame and the ceiling wall, and are arrange | positioned inside the container. The first sacrificial layer, the second sacrificial layer, the third sacrificial layer, and the fourth sacrificial layer 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、端子を備えた樹脂絶縁層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 resin insulation layer is sealed and the upper surface side of the resin insulation layer provided with terminals is the mounting surface, different forms of elements composed of fine structures such as MEMS elements are monolithically integrated with the integrated circuit. The mounted semiconductor device 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及び表面実装部品を接続するための部品用パッド105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 circuit 102 having a circuit function including signal processing is formed on a semiconductor substrate 101 such as a silicon wafer by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique. The electrode pad 103 is formed around the periphery. The electrode pad 103 is a terminal for connection to the outside during mounting. In addition, a connection pad 104 for connecting to a MEMS element to be described later and a component pad 105 for connecting a surface mount component are formed in a predetermined region.

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。また、部品用パッド105は、フリップ実装する表面実装部品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 connection pad 104 is a terminal for connecting the MEMS element and the semiconductor integrated circuit 102, and may be formed to have a dimension that allows connection to the MEMS element. Further, the component pad 105 only needs to be formed to a size that allows connection with a surface-mounted component to be flip-mounted. 1 and 2 show one chip region, these are perspective views showing portions. The semiconductor substrate 101 extends to a region not shown, and a plurality of chips are simultaneously formed thereon.

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 movable structures 106b and 106c surrounded by the metal side wall frame 106a and the fixed element 107 made of the fixed structure are integrated into the integrated circuit by the connection pads. It is assumed that it is formed on the semiconductor substrate 101 in a connected state. In FIG. 1B and subsequent figures, connection pads and integrated circuits are not shown. The movable structures 106b and 106c are, for example, switch elements, variable capacitance elements, resonators, mechanical filters, and the like. The fixed element 107 is, for example, an inductor element, a transmission line, an antenna element, an impedance matching element, or the like. In FIG. 1B, a spiral inductor element is shown as the fixed element 107. The side wall frame 106a may be made of a material such as silicon oxide or silicon nitride.

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 metal ceiling wall 106d is formed on the side wall frame 106a, and the MEMS element 106 is formed. On the semiconductor substrate 101, the inside of the side wall frame 106a is sealed with a space provided by the formed ceiling wall 106d. In the sealed space, the movable structures 106b and 106c are in an operable state. For example, after the ceiling wall 106d is disposed on the side wall frame 106a, an organic resin film can be used to seal a container composed of the side wall frame 106a and the ceiling wall 106d.

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 side wall frame 106a and the ceiling wall 106d enables the movable structure to be sealed in an inert gas atmosphere such as a rare gas or in a vacuum, and is electrically affected by external noise or the like. Unwanted radiation can be shielded. The ceiling wall 106d may be made of a material such as silicon oxide or silicon nitride. However, by configuring the side wall frame 106a and the ceiling wall 106d from a metal material, it is possible to more effectively shield the influence of electrical external noise and the like and unnecessary radiation to the outside.

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、半導体部品としての実装を容易にしている。金属ポスト109の上面には、バンプを設けるようにしてもよい。   Next, as shown in FIG. 2D, a columnar metal post 109 is formed on the electrode pad 103, and the MEMS element 106 and the fixing element 107 are formed on the resin insulating layer 108 having a sufficient thickness. Covered. The upper surface of the resin insulating layer 108 is flat because the upper surface of the metal post 109 is exposed to facilitate mounting as a semiconductor component. Bumps may be provided on the upper surface of the metal post 109.

以上のように樹脂絶縁層108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 resin insulating layer 108 as described above, each chip region is cut out from the semiconductor substrate 101 to obtain a chip component (semiconductor device) state. In the state of the chip component, the movable structures 106b and 106c that express the function of the MEMS element 106 are sealed by a container including the side wall frame 106a and the ceiling wall 106d. It is possible to handle. It should be noted that a plurality of movable structures may be arranged in one container constituted by the side wall frame 106a and the ceiling wall 106d.

例えば、図3(e)に示すように、チップ部品112の上面に露出した金属ポスト109に、表面実装部品110を実装するようにしてもよい。表面実装部品110は、部品用パッド(図示せず)の上に配置された金属ポスト109を介し、部品用パッドに接続している。また、表面実装部品110は、例えば、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂などを用い、チップ部品112の樹脂絶縁層108上面に固定することができる。表面実装部品110は、SAWフィルタ,誘電体フィルタ,BAWフィルタ,水晶共振器などや、チップインダクタ,チップコンデンサ,チップ抵抗などの受動部品である。   For example, as shown in FIG. 3E, the surface mounting component 110 may be mounted on the metal post 109 exposed on the upper surface of the chip component 112. The surface mounting component 110 is connected to the component pad via a metal post 109 disposed on the component pad (not shown). Further, the surface mounting component 110 can be fixed to the upper surface of the resin insulating layer 108 of the chip component 112 using, for example, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin. The surface mount component 110 is a passive component such as a SAW filter, a dielectric filter, a BAW filter, a crystal resonator, a chip inductor, a chip capacitor, or a chip resistor.

図4は、チップ部品112を実装基板111に実装した例を模式的に示す断面図である。図4(a)に示すように、チップ部品112は、導電性接着剤や樹脂材料などにより実装基板111の所定箇所に接着固定され、実装基板111上に設けられたパッド114とチップ部品112の金属ポスト109上面とが、ワイヤ113により接続されている。チップ部品112の上には、前述したように、表面実装部品110が実装されている。表面実装部品110とチップ部品112との間には、アンダーフィル樹脂121が充填されている。また、実装基板111の上では、パッド114の領域まで含め、チップ部品112がポッティング樹脂115により覆われている。   FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example in which the chip component 112 is mounted on the mounting substrate 111. As shown in FIG. 4A, the chip component 112 is bonded and fixed to a predetermined portion of the mounting substrate 111 with a conductive adhesive or a resin material, and the pads 114 and the chip component 112 provided on the mounting substrate 111 are fixed. The upper surface of the metal post 109 is connected by a wire 113. As described above, the surface mounting component 110 is mounted on the chip component 112. An underfill resin 121 is filled between the surface mount component 110 and the chip component 112. Further, on the mounting substrate 111, the chip component 112 including the region of the pad 114 is covered with the potting resin 115.

図4(a)は、チップ部品112が、実装基板111にワイヤボンディング技術により実装された状態を示している。実装基板111は、プリント配線基板である。プリント配線基板としては、フレキシブル基板,セラミック基板,半導体基板などであればよい。また、実装基板111は、パッケージを構成するモールド樹脂やリードフレームの一部であってもよい。   FIG. 4A shows a state in which the chip component 112 is mounted on the mounting substrate 111 by wire bonding technology. The mounting board 111 is a printed wiring board. The printed wiring board may be a flexible board, a ceramic board, a semiconductor board, or the like. Further, the mounting substrate 111 may be a part of a mold resin or a lead frame constituting the package.

また、チップ部品112は、図4(b)に示すように、実装基板111にフリップチップ実装されてもよい。チップ部品112の金属ポスト109の上に設けられたバンプ116により、実装基板111にフリップチップ実装することができる。必要に応じ、チップ部品112と実装基板111との間に、アンダーフィル樹脂が充填されていてもよく、また、チップ部品112を覆うようにポッティング樹脂層が形成されていてもよい。   Further, the chip component 112 may be flip-chip mounted on the mounting substrate 111 as shown in FIG. The bump 116 provided on the metal post 109 of the chip component 112 can be flip-chip mounted on the mounting substrate 111. If necessary, an underfill resin may be filled between the chip component 112 and the mounting substrate 111, and a potting resin layer may be formed so as to cover the chip component 112.

また、チップ部品112に表面実装部品110が実装されている場合、図4(c)に示すように、実装基板111に空間117を設け、空間117に表面実装部品110が配置される状態で、チップ部品112をフリップチップ実装すればよい。なお、実装基板111は、TAB(Tape Automated Bonding)法で用いられるフィルム状のテープキャリアであってもよい。   Further, when the surface mounting component 110 is mounted on the chip component 112, as shown in FIG. 4C, a space 117 is provided in the mounting substrate 111, and the surface mounting component 110 is disposed in the space 117. The chip component 112 may be flip-chip mounted. The mounting substrate 111 may be a film-like tape carrier used in a TAB (Tape Automated Bonding) method.

以上に説明したチップ部品によれば、複数のMEMS素子が、空間内に封止された状態で集積回路とともに半導体基板の上に集積されているので、チップ部品を通常の半導体チップと同様に扱える。また、平坦化された樹脂絶縁層108を備えてこの表面に外部との接続用の端子となる金属ポスト109が配置されているようにしたので、実装などが容易となる。同様のことにより、封止されているMEMS素子では実現できない機能を有する表面実装部品を、チップ部品に実装することも容易であり、本発明によれば、より高機能の半導体装置が実現できるようになる。   According to the chip component described above, since a plurality of MEMS elements are integrated on the semiconductor substrate together with the integrated circuit in a state of being sealed in the space, the chip component can be handled in the same manner as a normal semiconductor chip. . Further, since the planarized resin insulating layer 108 is provided and the metal post 109 serving as a terminal for connection to the outside is disposed on the surface, mounting and the like are facilitated. In the same manner, it is easy to mount a surface mounting component having a function that cannot be realized by a sealed MEMS element on a chip component. According to the present invention, a higher-performance semiconductor device can be realized. become.

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 circuit 302 composed of a plurality of transistors, resistors, capacitors, wirings, and the like is formed on a semiconductor substrate 301 that is a silicon wafer by a known integrated circuit manufacturing process. It is assumed that it is formed. Further, an electrode portion 303 connected to a predetermined portion of a wiring layer (not shown) is formed on the semiconductor integrated circuit 302, and an interlayer insulating layer 304 made of, for example, silicon oxide or silicon nitride is formed thereon.

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 predetermined electrode portion 303 is formed in the interlayer insulating layer 304, a seed layer 305 is formed on the interlayer insulating layer 304 as shown in FIG. It is assumed that it is formed. The seed layer 305 may be formed, for example, by first depositing titanium and then depositing gold thereon by sputtering or vapor deposition. The thickness of titanium may be about 0.1 μm, and the thickness of gold may be about 0.1 μm.

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 seed layer 305 and exposed using a mask having a desired pattern to form a resist pattern having an opening at a desired location, and exposed to the opening of the resist pattern. A gold pattern is formed on the seed layer 305 by plating, and then the resist pattern is removed, so that the first metal pattern 306 is formed as shown in FIG. Subsequently, by repeating the same process, the second metal pattern 307 is formed. The second metal pattern 307 is formed to be thicker than the first metal pattern 306.

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 first metal pattern 306 is formed, the resist pattern serving as a mask may be about 1 μm thick and the plating film may be formed to a thickness of about 0.3 μm. Further, when the second metal pattern 307 is formed, the resist pattern serving as a mask may have a thickness of about 1 μm and the plating film may be formed in a thickness of about 0.6 μm.

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 seed layer 305 is removed by etching using the first metal pattern 306 and the second metal pattern 307 as a mask, so that the first metal pattern 306 and the second metal pattern 307 are separated on the interlayer insulating layer 304. For example, gold over the seed layer 305 may be wet-etched with an etching solution made of iodine, ammonium iodide, water, and ethanol. The titanium under the seed layer 305 exposed by this etching can be wet-etched with a hydrogen fluoride aqueous solution.

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 sacrificial layer 308 is formed on the interlayer insulating layer 304 with the first metal pattern 306 covered and the upper surface of the second metal pattern 307 exposed. State. For example, the sacrificial layer 308 can be formed by applying a photosensitive organic resin made of PBO (polybenzoxazole) to form a coating film, and patterning the formed coating film by a known lithography technique. In the patterning process for forming the sacrificial layer 308, pre-baking at 120 ° C. is performed for about 4 minutes as pre-processing, and heat processing at about 310 ° C. is performed after patterning, so that the organic resin film is thermally cured. As the organic resin, CRC8300 manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. can be used.

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 seed layer 305, a new seed layer is formed, and the same lithography process and plating method as the first metal pattern 306 and the second metal pattern 307 are performed. As shown in FIG. 5E, the third metal pattern 309 having a thickness of about 0.3 μm and the fourth metal pattern 310 having a thickness of about 0.6 μm are obtained by selective etching of the seed layer using the metal pattern as a mask. Is formed.

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 third metal pattern 309 is connected to a part of the second metal pattern 307 and becomes a part of the movable structure constituting the MEMS element. The 4th metal pattern 310 arrange | positioned around the 3rd metal pattern 309 comprises the 2nd metal pattern 307 arrange | positioned under this, and comprises a side wall frame. Further, the other fourth metal pattern 310 is connected and disposed on a part of the second metal pattern 307 and constitutes a fixed element. Next, in the same manner as described with reference to FIG. 5D, the third metal pattern 309 is covered and the upper surface of the fourth metal pattern 310 is exposed as shown in FIG. The sacrificial layer 311 is formed on the sacrificial layer 308.

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5(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 seed layer 305, a new seed layer is formed, and the same lithography process and plating method as the formation of each metal pattern and a seed using the formed metal pattern as a mask. As shown in FIG. 5G, a plurality of metal layers 312 and metal patterns 314 are formed by selective etching of the layers. The plating thickness may be about 1 μm. An opening 313 is formed in some of the metal layers 312, and the metal layer 312 having the openings 313 serves as a ceiling wall. For example, the plurality of openings 313 may be arranged in a lattice pattern.

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 third metal pattern 309 connected to a part of the second metal pattern 307, the side wall frame made of the second metal pattern 307 and the fourth metal pattern 310 surrounding them, A state in which the MEMS element formed by the ceiling wall made of the metal layer 312 having the opening 313 formed on the semiconductor substrate 301 is obtained is obtained. A movable structure will be in the state arrange | positioned in the space in the container which consists of a side wall frame and a ceiling wall. In addition, a state in which a fixing element including a part of the second metal pattern 307, the fourth metal pattern 310, and the metal pattern 314 is formed on the semiconductor substrate 301 is obtained.

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 sacrificial layer 308 and the sacrificial layer 311 using, for example, an ozone asher device, and the sacrificial layer 308 and the sacrificial layer 311 are removed. Each sacrificial layer in the closed space surrounded by the side wall frame made of the second metal pattern 307 and the fourth metal pattern 310 below the metal layer 312 can be removed by applying ozone through the opening 313. After that, as shown in FIG. 6H, the sealing insulating layer 315 is attached to the metal layer 312 so that the MEMS element 106 connected to the semiconductor integrated circuit 302 by the electrode portion 303 and A state in which the fixed element 107 is formed on the interlayer insulating layer 304 is obtained. Each element functions as, for example, a passive element.

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 opening 313 of the metal layer 312 is blocked by the sealing insulating layer 315, the space surrounded by the side wall frame including the second metal pattern 307 and the fourth metal pattern 310 under the metal layer 312 is It will be in the sealed state. Note that the sealing insulating layer 315 may be formed by patterning an insulating film attached by, for example, an STP (spin-coating film transfer and hot pressing: see Non-Patent Document 6) method. The insulating film to be attached may be a film made of an organic material having a thickness of about 5 μm, for example. Alternatively, the insulating film may be formed by applying a resin. Alternatively, the insulating film may be formed by chemical vapor deposition. Further, instead of the insulating film, a conductive film such as a metal may be used so as to close the opening 313 of the metal layer 312.

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 resin insulating layer 316 having a thickness of about 20 μm is formed so as to cover the MEMS element 106 and the fixed element 107. The resin insulating layer 316 can be formed by applying a photosensitive organic resin made of PBO. Next, the resin insulating layer 316 is patterned by a known photolithography technique to form a through hole 316a that penetrates to a predetermined electrode portion 303 as shown in FIG. 6 (j). After the through-hole 316a is formed, a heat treatment at about 310 ° C. is performed so that the organic resin constituting the resin insulating layer 316 is in a thermoset state.

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 resin insulating layer 316 including the bottom of the through hole 316a, a resist pattern having an opening is formed in the through hole 316a, and the resist pattern is selected as the opening. Thus, a plating film is formed. The plating film is formed to a thickness of about 20 μm, and the through hole 316a is filled with the formed plating film.

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。この後、図6(l)に示すように、金属ポスト317の上に、例えば金やはんだ材料からなるバンプ318が形成された状態としてもよい。バンプ318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。この後、半導体基板301より各チップ領域を切り出し、チップ部品(半導体装置)の状態とする。   Next, after removing the resist pattern, it is flattened by a known CMP (Chemical Mechanical Policing) method to form a metal post 317 as shown in FIG. After removing the resist pattern, the seed layer exposed in the region where the plating film is not formed may be removed by wet etching similar to that described above, and then planarized by CMP. Thereafter, as shown in FIG. 6L, a bump 318 made of, for example, gold or a solder material may be formed on the metal post 317. The bump 318 can be formed by, for example, a stud method or a plating method. Thereafter, each chip region is cut out from the semiconductor substrate 301 to obtain a chip component (semiconductor device) state.

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チップ部品が、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。また、ウエハの状態の一貫した製造プロセスにより、MEMS素子の封止やパッケージまでを行うことが可能となる。   As described above, a chip component in which a plurality of MEMS elements are monolithically mounted together with an integrated circuit can be easily formed by a series of semiconductor manufacturing processes. Further, the MEMS element can be sealed and packaged by a consistent manufacturing process of the wafer state.

次に、他の製造方法例について、説明する。まず、前述した図5(a)〜図5(d)までの工程と同様にし、図7(a)に示すように、半導体基板401の上に、半導体集積回路402,電極部403,層間絶縁層404,第1金属パターン405,第2金属パターン406,及び犠牲層407が、形成された状態とした後、図7(b)に示すように、絶縁パターン408及び第3金属パターン409が形成された状態とする。   Next, another example of the manufacturing method will be described. First, in the same manner as the above-described steps of FIGS. 5A to 5D, as shown in FIG. 7A, a semiconductor integrated circuit 402, an electrode portion 403, and an interlayer insulation are formed on a semiconductor substrate 401. After the layer 404, the first metal pattern 405, the second metal pattern 406, and the sacrificial layer 407 are formed, the insulating pattern 408 and the third metal pattern 409 are formed as shown in FIG. 7B. It is assumed that

絶縁パターン408の形成について説明すると、まず、犠牲層407の上に、例えばスパッタ法によりチタン膜(膜厚0.1μm)が形成された状態とした後、例えばスパッタ法により酸化シリコン膜(膜厚0.3μm)が形成された状態とする。ついで、酸化シリコン膜を公知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング法とにより加工してパターンとし、このパターンをマスクとしてチタン層をエッチングすることですることで、絶縁パターン408が形成できる。チタン層は、フッ化水素水溶液をエッチング液としたエッチングにより加工できる。また、第3金属パターン409は、前述した各金属パターンの形成と同様である。第3金属パターン409は、例えば膜厚0.4μm程度に形成されていればよい。   The formation of the insulating pattern 408 will be described. First, after a titanium film (film thickness: 0.1 μm) is formed on the sacrificial layer 407 by, for example, sputtering, a silicon oxide film (film thickness) is formed by, for example, sputtering. 0.3 μm) is formed. Next, the insulating pattern 408 can be formed by processing the silicon oxide film into a pattern by a known photolithography technique and a dry etching method, and etching the titanium layer using this pattern as a mask. The titanium layer can be processed by etching using an aqueous hydrogen fluoride solution as an etchant. The third metal pattern 409 is the same as the formation of each metal pattern described above. The third metal pattern 409 may be formed with a film thickness of about 0.4 μm, for example.

次に、図5(d)を用いて説明した方法と同様にし、図7(c)に示すように、絶縁パターン408及び第3金属パターン409の上面が露出された状態に、犠牲層407の上に犠牲層410が形成された状態とする。次に、絶縁パターン408及び第3金属パターン409の形成と同様にすることで、図7(d)に示すように、絶縁パターン411及び第4金属パターン412が形成された状態とする。また、犠牲層410と同様にすることで、犠牲層413が形成された状態とする。次に、図7(e)に示すように、第5金属パターン414が形成され、犠牲層415が形成された状態とする。   Next, in the same manner as described with reference to FIG. 5D, the sacrificial layer 407 is formed in a state where the upper surfaces of the insulating pattern 408 and the third metal pattern 409 are exposed as shown in FIG. 7C. It is assumed that the sacrificial layer 410 is formed thereon. Next, in the same manner as the formation of the insulating pattern 408 and the third metal pattern 409, the insulating pattern 411 and the fourth metal pattern 412 are formed as shown in FIG. The sacrificial layer 413 is formed in the same manner as the sacrificial layer 410. Next, as shown in FIG. 7E, a fifth metal pattern 414 is formed and a sacrificial layer 415 is formed.

次に、図5(g)を用いた説明と同様にすることで、図7(f)に示すように、複数の金属層416及び金属パターン417が形成された状態とする。金属層416には、金属層312と同様に複数の開口部が形成されている。この後、図6を用いた説明と同様にすることで、第2金属パターン406の一部に接続した第3金属パターン409からなる可動構造体と、これらを囲う第2金属パターン406,第3金属パターン409,第4金属パターン412及び第5金属パターン414からなる側壁枠と、この上に形成された金属層416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401の上に形成された状態が得られる。可動構造体は、例えば接点部に絶縁パターン408を備えた状態で、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406,第3金属パターン409,第4金属パターン412,第5金属パターン414及び金属パターン417から構成された固定素子が、半導体基板401の上に形成された状態が得られる。   Next, in the same manner as described with reference to FIG. 5G, a plurality of metal layers 416 and metal patterns 417 are formed as shown in FIG. A plurality of openings are formed in the metal layer 416 similarly to the metal layer 312. Thereafter, in the same manner as described with reference to FIG. 6, the movable structure including the third metal pattern 409 connected to a part of the second metal pattern 406, the second metal pattern 406, the third metal pattern 406 surrounding them, A MEMS element composed of a side wall frame made of the metal pattern 409, the fourth metal pattern 412 and the fifth metal pattern 414 and a ceiling wall made of the metal layer 416 formed thereon is formed on the semiconductor substrate 401. The obtained state is obtained. A movable structure will be in the state arrange | positioned in the space in the container which consists of a side wall frame and a ceiling wall, for example in the state provided with the insulating pattern 408 in the contact part. In addition, a fixing element including a part of the second metal pattern 406, the third metal pattern 409, the fourth metal pattern 412, the fifth metal pattern 414, and the metal pattern 417 is formed on the semiconductor substrate 401. Is obtained.

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。It is process drawing which shows the example of the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 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。It is process drawing which shows the example of the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 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。It is process drawing which shows the example of the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. チップ部品112を実装基板111に実装した例を模式的に示す断面図である。4 is a cross-sectional view schematically showing an example in which a chip component 112 is mounted on a mounting substrate 111. 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。It is process drawing which shows the example of the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 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。It is process drawing which shows the example of the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 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。It is process drawing which shows the example of the manufacturing method of the semiconductor device in embodiment of this invention. 特許文献1に開示されたMEMS素子のパッケージ状態を示す斜視図である。10 is a perspective view showing a package state of a MEMS element disclosed in Patent Document 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

101…半導体基板、102…集積回路、103…電極パッド、104…接続パッド、105…部品用パッド、106…MEMS素子、106a…側壁枠、106b,106c…可動構造体、106d…天井壁、107…固定素子、108…樹脂絶縁層、109…金属ポスト。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Semiconductor substrate, 102 ... Integrated circuit, 103 ... Electrode pad, 104 ... Connection pad, 105 ... Component pad, 106 ... MEMS element, 106a ... Side wall frame, 106b, 106c ... Movable structure, 106d ... Ceiling wall, 107 ... fixing element, 108 ... resin insulating layer, 109 ... metal post.

Claims (3)

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、
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た第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第2受動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で上面が平坦な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、
外部との接続のための端子が前記樹脂絶縁層の上面に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;
Forming a ceiling wall facing the surface of the semiconductor substrate on the side wall frame, and placing the second passive element in a container composed of the side wall frame and the ceiling wall;
A step of embedding the first passive element and the second passive element to form a resin insulating layer having a flat top surface over the entire area of the semiconductor substrate;
And a step of forming a terminal for connection with the outside on the upper surface of the resin insulating layer.
請求項記載の半導体装置の製造方法において、
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上面が平坦な状態に樹脂絶縁層が形成された状態とする第12工程と、
前記樹脂絶縁層を介して前記半導体集積回路に接続した端子が前記樹脂絶縁層の上面に形成された状態とする第13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を備えて前記第2金属パターンの枠状の部分と側壁枠を構成し、
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 the 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 the resin insulating layer is formed in a state where the upper surface is flat over the entire area of the semiconductor substrate;
And at least a thirteenth step in which a terminal connected to the semiconductor integrated circuit through the resin insulating layer is formed on an upper surface of the resin insulating layer.
The second metal pattern is composed of a frame-shaped portion that surrounds a region where the first metal pattern is formed, and an internal portion arranged inside the frame-shaped portion,
The fourth metal pattern includes a portion that is disposed on the frame-shaped portion of the second metal pattern and is formed in a frame shape, and constitutes a frame-shaped portion of the second metal pattern and a side wall frame,
The third metal pattern is formed connected to an inner part of the second metal pattern,
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 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.
請求項記載の半導体装置の製造方法において、
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、
前記第1犠牲層の前記第1金属パターンの上部に第1絶縁パターンが形成された状態とする第5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した後、メッキ法により、第3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、前記第3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1絶縁パターン及び第3金属パターンの間を埋め込みこれらの上面が露出した状態で、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、
露出した一部の第3金属パターンの上に第2絶縁パターンが形成された状態とする第8工程と、
露出した前記第3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した後、メッキ法により、第4金属パターンが、前記第3金属パターン及び前記第1絶縁パターンの上に形成された状態とし、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2絶縁パターン及び第4金属パターンの間を埋め込みこれらの上面が露出した状態で、前記第2犠牲層の上に有機樹脂からなる第3犠牲層が形成された状態とする第10工程と、
露出した前記第2絶縁パターン及び第4金属パターンの部分を含んで前記第3犠牲層の上に第4シード層が形成された状態とした後、メッキ法により、第5金属パターンが、一部の前記第4金属パターンの上に形成された状態とし、前記第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4シード層が選択的に除去された状態とする第11工程と、
前記第5金属パターンの間を埋め込みこの上面が露出した状態で、前記第3犠牲層の上に有機樹脂からなる第4犠牲層が形成された状態とする第12工程と、
第5金属パターンの部分を含んで前記第4犠牲層の上に第5シード層が形成された状態とした後、メッキ法により、複数の開口部を備えた金属層及び第6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6金属パターンをマスクとしたエッチングにより前記第5シード層が選択的に除去された状態とする第13工程と、
前記第1犠牲層,前記第2犠牲層,前記第3犠牲層,及び前記第4犠牲層が除去された状態とする第15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16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,第6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上面が平坦な状態に樹脂絶縁層が形成された状態とする第17工程と、
前記樹脂絶縁層を介して前記半導体集積回路に接続した端子が前記樹脂絶縁層の上面に形成された状態とする第18工程と
を少なくとも備え、
前記第2金属パターン,第3金属パターン、及び第4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から構成され、
前記第5金属パターンは、前記第4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を備えて前記第2金属パターン,第3金属パターン、及び第4金属パターンの枠状の部分と側壁枠を構成し、
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2金属パターン,第3金属パターン、及び第4金属パターンの枠状の部分の内側に配置された内部部分と前記第1金属パターンとは、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、
前記容器の内部に配置されている前記第1犠牲層,前記第2犠牲層,前記第3犠牲層,及び前記第4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 the 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 first insulating pattern is formed on top of the first metal pattern of the first sacrificial layer;
After the second seed layer is formed on the first sacrificial layer including the exposed portion of the second metal pattern, the third metal pattern is formed on the second seed layer by plating. A sixth step in which the second seed layer is selectively removed by etching using the third metal pattern as a mask; and
A seventh step in which a second sacrificial layer made of an organic resin is formed on the first sacrificial layer in a state where the space between the first insulating pattern and the third metal pattern is buried and the upper surfaces thereof are exposed; ,
An eighth step in which the second insulating pattern is formed on the exposed part of the third metal pattern;
After the third seed layer is formed on the second sacrificial layer including the exposed portion of the third metal pattern, a fourth metal pattern is formed by plating using the third metal pattern and the second metal pattern. A ninth step in which the third seed layer is selectively removed by etching using the fourth metal pattern as a mask;
A tenth step in which a third sacrificial layer made of an organic resin is formed on the second sacrificial layer in a state where the space between the second insulating pattern and the fourth metal pattern is buried and the upper surfaces thereof are exposed; ,
After the fourth seed layer is formed on the third sacrificial layer including the exposed portions of the second insulating pattern and the fourth metal pattern, a part of the fifth metal pattern is formed by plating. An eleventh step in which the fourth seed layer is formed on the fourth metal pattern and the fourth seed layer is selectively removed by etching using the fifth metal pattern as a mask;
A twelfth step in which a fourth sacrificial layer made of an organic resin is formed on the third sacrificial layer in a state where the space between the fifth metal patterns is buried and the upper surface is exposed;
After the fifth seed layer is formed on the fourth sacrificial layer including the portion of the fifth metal pattern, a metal layer having a plurality of openings and a sixth metal pattern are formed by plating. A thirteenth step in which the fifth seed layer is selectively removed by etching using the metal layer and the sixth metal pattern as a mask,
A fifteenth step of removing the first sacrificial layer, the second sacrificial layer, the third sacrificial layer, and the fourth sacrificial layer;
A sixteenth 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 sixth metal pattern, the metal layer, and the sealing insulating layer are embedded. A seventeenth step in which the resin insulating layer is formed in a state where the upper surface is flat over the entire area of the semiconductor substrate above the interlayer insulating layer;
And at least an eighteenth step in which a terminal connected to the semiconductor integrated circuit through the resin insulating layer is formed on the upper surface of the resin insulating layer.
The second metal pattern, the third metal pattern, and the fourth metal pattern include a frame-shaped portion that surrounds an area where the first metal pattern is formed, and an internal portion that is disposed inside the frame-shaped portion. Consisting of
The fifth metal pattern includes a portion that is disposed on a frame-like portion of the fourth metal pattern and is formed in a frame shape, and includes a second metal pattern, a third metal pattern, and a fourth metal pattern. Configure the frame-shaped part and the side wall frame,
The metal layer is disposed on the side wall frame as a ceiling wall,
The second metal pattern, the third metal pattern, and the inner portion disposed inside the frame-shaped portion of the fourth metal pattern and the first metal pattern are configured by the side wall frame and the ceiling wall. Placed inside the container,
The first sacrificial layer, the second sacrificial layer, the third sacrificial layer, and the fourth sacrificial layer disposed inside the container are removed by etching through the opening. A method for manufacturing a semiconductor device.
JP2004276738A 2004-09-24 2004-09-24 Manufacturing method of semiconductor device Active JP4426413B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004276738A JP4426413B2 (en) 2004-09-24 2004-09-24 Manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004276738A JP4426413B2 (en) 2004-09-24 2004-09-24 Manufacturing method of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006088268A JP2006088268A (en) 2006-04-06
JP4426413B2 true JP4426413B2 (en) 2010-03-03

Family

ID=36229722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004276738A Active JP4426413B2 (en) 2004-09-24 2004-09-24 Manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4426413B2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7863714B2 (en) * 2006-06-05 2011-01-04 Akustica, Inc. Monolithic MEMS and integrated circuit device having a barrier and method of fabricating the same
JP4480728B2 (en) 2006-06-09 2010-06-16 パナソニック株式会社 Method for manufacturing MEMS microphone
CN101086956B (en) * 2006-06-09 2011-04-13 松下电器产业株式会社 Method for fabricating semiconductor device
JP2008114354A (en) 2006-11-08 2008-05-22 Seiko Epson Corp Electronic device and its manufacturing method
US7994594B2 (en) 2007-03-15 2011-08-09 Seiko Epson Corporation Electronic device, resonator, oscillator and method for manufacturing electronic device
JP4675945B2 (en) * 2007-09-06 2011-04-27 株式会社東芝 Semiconductor device
JP4581011B2 (en) * 2008-01-25 2010-11-17 株式会社東芝 Electrical parts and manufacturing method
JP2009285810A (en) * 2008-05-30 2009-12-10 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method for the same
WO2013073082A1 (en) * 2011-11-16 2013-05-23 パナソニック株式会社 Expanded semiconductor chip and semiconductor device
US8765512B2 (en) * 2011-12-07 2014-07-01 Georgia Tech Research Corporation Packaging compatible wafer level capping of MEMS devices
JP6590812B2 (en) * 2014-01-09 2019-10-16 モーション・エンジン・インコーポレーテッド Integrated MEMS system
JP2021133478A (en) * 2020-02-28 2021-09-13 京セラ株式会社 Mems element and piezoelectric resonance device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006088268A (en) 2006-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4410085B2 (en) Variable capacitance element and manufacturing method thereof
KR100419465B1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same, Circuit board, and Electronic instrument
CN108878380B (en) Fan-out type electronic device package
JP4426413B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
CN107204295B (en) Electronic element package and method for manufacturing the same
US9718678B2 (en) Package arrangement, a package, and a method of manufacturing a package arrangement
EP1501756B1 (en) Method of manufacturing an electronic device in a cavity with a cover
KR20040098069A (en) Electronic device and method of manufacturing same
JP4576849B2 (en) Integrated circuit device
US9306537B1 (en) Integrated circuit device substrates having packaged crystal resonators thereon
KR102093151B1 (en) Fan-out electronic component package
JP2006202918A (en) Function element package body and manufacturing method thereof
JP4323435B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP4494130B2 (en) Manufacturing method of electrostatic drive switch
CN107204751B (en) Electronic element package and method for manufacturing the same
US20210257989A1 (en) Wideband filter with resonators and inductors
CN116171530A (en) Package comprising integrated passive device configured as cover for filter
JP4504086B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP4984481B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2006311183A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US20110062533A1 (en) Device package substrate and method of manufacturing the same
JP5209269B2 (en) Electrical device and method for manufacturing the same
US20240097648A1 (en) Package comprising an acoustic device and a polymer cap layer
US20230101228A1 (en) Package comprising an acoustic device and a cap substrate comprising an inductor
US9445536B1 (en) Crystal oscillator fabrication methods using dual-deposition of mounting cement and dual-curing techniques

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060804

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090908

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091109

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091208

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091210

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4426413

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131218

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350